Question

【题目】如图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况，请回答下列问题。

（1）由图1可知，甲、乙分别代表的物质是______、________，要想使叶绿体内C3酸的含量快速下降，可以改变的环境条件是__________________。

（2）图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是________，C点和D点相比，叶绿体中NADPH的含量________(较低、相等、较高)。

（3）从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，将记录结果绘成曲线如图3，请据此回答。

①该实验的目的是：__________________________________________________。

②从图解分析，B点比A点细胞内的C5含量________，BC段曲线平缓的限制因素可能是________，而C点以后曲线上行，其原因应该是_____________。

Answer 1

【答案】CO2 NADPH和ATP 不提供CO2或增强光照 光照强度 较高 探究CO2浓度对光合作用速率的影响 低 光照强度 NaHCO3浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢

【解析】

图1是光合作用过程图解，图中甲表示CO2，乙表示光反应产生的[H]和ATP，丙表示ADP和Pi．
图2中，光合作用增长速率类似于加速度，因此只要增长速率大于零，光合作用强度就不断增加．图中可以看出，BC段增长速率最大，到D点是增长速率降为0，此时光合作用强度达到最大．
影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、CO2浓度等，一般光合作用达到饱和点时，自变量将不再成为限制因素．

（1）根据图1光合作用过程可知，甲表示CO2，乙表示水光解生成的[H]和ATP；要想使C3化合物含量快速下降，可以使其合成减少（即不提供CO2）或去路增多（即增强光照）；光反应中产生的O2扩散到邻近的线粒体中被利用首先得从类囊体膜内出来（1层膜），再从叶绿体中出来穿过叶绿体的两层膜，然后再进入线粒体穿过线粒体的两层膜，共5层膜．
（2）图2表示光合作用增长率，只要光合作用增长率为正值，植物光合作用速率都在不断增加，所以在增长率达到0时（即D点）光合作用速率达到最大，此时CO2浓度仍在继续上升，故限制光合作用速率的主要环境因素不是CO2应是光照强度；C点与D点相比，D点时CO2浓度较高，故还原时需消耗NADPH和ATP较多，所以C点叶绿体中[H]的含量较高．
（3）①从题意可知，实验的单一变量是不同浓度的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液可以分解为光合作用提供CO2，所以该实验的目的是探究CO2浓度对光合作用速率的影响；
②根据题意，圆叶片上浮至液面所需时间代表光合作用强度，时间越短光合作用强度越大，从图③可知，b点比a点相比圆叶上浮所需时间缩短，说明b点光合作用强度大，此时NaHCO3溶液浓度b点较高，说明C5去路增加，但来源不变，故b点C5含量较低；bc段NaHCO3溶液浓度继续上升，所以此时曲线平缓的限制因素可能为光照强度．曲线上升表明光合作用减弱（产生的氧气减少），而C点之后NaHCO3增加，导致叶片细胞外的浓度过高，叶片细胞失水从而影响了它的细胞代谢，故而导致光合作用降低．