Question

（六）回答有關光合作用和細胞呼吸的有關問題
某科學研究小組利用小球藻為實驗材料做了下列四個實驗

（1）實驗一：在相同培養(yǎng)液中，裝置a和b分別培養(yǎng)等量的小球藻（抽去空氣），將兩個裝置都同時放在陽光下．一段時間后觀察，B、C兩試管哪個更綠？

 

．實驗中B試管的小球藻能長時間存活嗎？

 

，為什么？

 

．
（2）實驗二：通過通氣管向密閉容器中通入¹⁴CO₂，密閉容器周圍有固定的充足且適宜的光源．當反應進行到0.5s時，發(fā)現(xiàn)^l4C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中．當反應進行到5s時，¹⁴C還出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，該實驗是通過控制

 

來探究CO₂中碳原子的轉移路徑的．在該實驗中，如果發(fā)現(xiàn)0.5s時C₅的含量較高，若降低其含量，可改變的實驗條件是

 

．
（3）實驗三：用高速離心法打破葉綠體膜后，類囊體薄膜和基質都釋放出來．然后再用離心法去掉類囊體薄膜．黑暗條件下，在去掉類囊體薄膜的基質中加入ATP、NADPH和¹⁴C0₂，結果在這種基質中檢出含¹⁴C的光合產(chǎn)物．光合作用中類囊體薄膜的作用是

 

．在基質中加入ATP、NADPH等物質的作用是

 

．如果不加入上述物質而只給予光照，反應能否進行？

 

．
（4）實驗四：將小球藻分成重量相同的四等份，在不同溫度下分別暗處理1h，再用適當?shù)南嗤�的光照�?h，測其重量變化（假設在光下和黑暗條件下，細胞呼吸消耗有機物量相同），得到下表的數(shù)據(jù)．請分析并回答問題：

組  別	1	2	3	4
溫度/℃	27	28	29	30
暗處理后重量變化/mg	-1	-2	-3	-1
光照后與暗處理前重量變化/mg	+3	+3	+3	+1

根據(jù)本實驗所測數(shù)據(jù)，該綠葉細胞呼吸速率最高的溫度是

 

；     27℃時綠葉的凈光合速率是

 

mg/h；30℃時真光合速率為：

 

mg/h．

Answer 1

考點：細胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應用,影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：（1）由于裝置中都抽去了空氣，因此酵母菌和乳酸菌均能進行無氧呼吸，但是無氧呼吸的產(chǎn)物不同．酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，乳酸菌無氧呼吸只產(chǎn)生乳酸．（2）在光合作用的暗反應中，二氧化碳中的C的轉移途徑為CO₂→C₃→（CH₂O）．光合作用過程中，光照強度和二氧化碳濃度均可影響光合速率，只是光照是通過光反應進而影響暗反應的，二氧化碳是通過暗反應進而影響光反應的．（3）光合作用光反應的場所為類囊體薄膜，暗反應的場所為葉綠體基質．（4）在此計算過程中，關鍵掌握凈光合速率=真光合速率-呼吸速率．

解答： 解：（1）由于裝置a和b抽去空氣，因此此時酵母菌無氧呼吸可以產(chǎn)生二氧化碳，而乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的是乳酸，因此此時B中的小球藻就可以進行光合作用并且進行大量繁殖，從而使試管更綠．裝置a中的葡萄糖是有限的，當葡萄糖消耗結束后小球藻就失去光合作用的原料，因此實驗中B試管的小球藻不能長時間存活．
（2）題中可以看出，實驗二是通過控制反應時間來探究CO₂中碳原子的轉移路徑的．若要降低光合作用過程中C₅的含量，可以采用降低光照或適當增加二氧化碳的供應等措施．因為降低光照可以減少ATP、NADPH的生成量，從而抑制C₃的還原，使C₅的含量有所降低；若適當增加二氧化碳的供應，會促進二氧化碳固定的發(fā)生，同樣也可以使C₅的含量有所降低．
（3）光合作用光反應的場所為類囊體薄膜，光反應能為暗反應提供ATP、NADPH，用于C₃的還原；暗反應的場所為葉綠體基質，暗反應也能為光反應提供ADP和Pi．黑暗條件下，在去掉類囊體薄膜的基質中加入ATP、NADPH和¹⁴C0₂，結果在這種基質中檢出含¹⁴C的光合產(chǎn)物，說明此時發(fā)生了暗反應．如果不加入上述物質而只給予光照，由于缺少光反應的場所，反應無法進行．
（4）在暗處理時，只進行呼吸作用，因此有表格可以看出，在溫度為29℃時，重量變化最多，即呼吸作用最強．由于凈光合速率=真光合速率-呼吸速率，27℃時小球藻，1h消耗有機物為1mg，光照后與暗處理前重量變化為3mg，這段時間進行了2h的呼吸作用，1h的光合作用，因此凈光合速率=3+1=4mg/h．30℃時，小球藻的真光合速率=1+1×2=3 mg/h．
故答案為：（13分）
（1）B   不能  葡萄糖消耗完后，酵母菌不能繼續(xù)產(chǎn)生二氧化碳
（2）反應時間  降低光照或適當增加二氧化碳的供應
（3）光反應場所（或為暗反應提供ATP、NADPH） 還原三碳化合物  不能
（4）29℃4（2分）     3（2分）

點評：本題比較綜合，考查了光合作用、有氧呼吸、無氧呼吸等方面的知識，意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力；能用數(shù)學方式準確地描述生物學方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．