Question

【题目】下图为黑藻光合作用过程示意图，其中A—D表示反应过程，①—⑥代表物质。

下表为将该黑藻培养液放入密闭容器中，在保持适宜的酸碱度和温度时，在不同的操作条件下溶解氧的变化记录（注意：操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ为连续操作）。

请分析并回答下列问题：

（1）①进入叶绿体穿过__________层磷脂分子，D表示__________过程，⑤代表的物质是__________。

（2）给于光照时，瞬间④的变化为_________；在填充CO2时，短时间内C3化合物的变化为_________。

（3）在操作Ⅲ中，2分钟黑藻光合作用产生02是__________微摩尔。

（4）分析操作Ⅱ中溶解氧先增加、后稳定的原因是___________________。

Answer 1

【答案】 4 暗反应 ATP 增加 增加 40 溶解氧先增加是由于光合速率大于呼吸速率；溶解氧不再增加而稳定是由于光合速率等于呼吸速率

【解析】试题分析：光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。在光反应过程中发生的变化为：色素分子吸收、传递和转化光能，水在光下分解，ATP的合成；在暗反应过程中发生的变化为：CO2的固定和C3的还原。可见，图中A表示色素分子吸收、传递和转化光能，B水在光下分解，C表示ATP的合成，D表示暗反应，进而明辨：①代表H2O，②代表O2，③代表CO2，④代表[H]，⑤代表ATP，⑥代表糖类。分析表格信息，黑暗条件下只进行细胞呼吸，因此[（220－200）÷4]微摩尔/分钟表示呼吸速率；光照条件下，细胞呼吸和光合作用同时进行，因此操作Ⅲ中，2分钟溶氧量增加的30微摩尔可以表示净光合作用量，则净光合速率为15微摩尔/分钟。在此基础上，对各问题进行解答。

(1) ①表示H2O，进入叶绿体需依次穿过叶绿体的外膜和内膜，每层膜包含2层磷脂分子，因此共需穿过4层磷脂分子。D表示暗反应过程，⑤代表ATP。

(2) ④表示[H]。给于光照时，光反应速率加快，产生的[H]和ATP增多，因此瞬间④的变化为增加。在填充CO2时，短时间内暗反应速率加快，CO2与C5结合生成两个C3的固定过程加快，C3化合物的还原速率不变，因此短时间内C3化合物的变化为增加。

(3) 黑暗4分钟溶解氧由220微摩尔连续降为200微摩尔，是黑藻的细胞呼吸消耗所致，此时呼吸速率＝（220－200）/4＝5微摩尔/分钟。光照时溶解氧的增加量（净光合速率）＝黑藻光合作用产生的O2量（真光合速率）－细胞呼吸消耗的O2量（呼吸速率）。在操作Ⅲ中，溶解氧2分钟连续增加30微摩尔，细胞呼吸消耗的溶解氧为10微摩尔，因此，2分钟黑藻光合作用产生02量＝30微摩尔＋10微摩尔＝40微摩尔。

(4) 操作Ⅱ中，给予光照后，光合速率大于呼吸速率，使溶解氧先增加；随着光合作用的进行，密闭容器内CO2浓度逐渐降低，光合速率也随之减弱，当光合速率等于呼吸速率时，溶解氧不再增加而保持稳定。