Question

【题目】某兴趣小组用某植物及其分离的叶绿体进行下列实验，回答下列问题：

实验一：先将叶绿体浸泡在pH为4的培养液中，使类囊体空腔中的pH为4，然后将此叶绿体转移到pH为8的培养液中，遮光一段时间。测得培养液中有ATP合成。

实验二：将叶绿体浸泡在pH为7的培养液中、使类囊体空腔中的pH为7，光照一段时间。测得培养液中有ATP合成。

实验三：将一株该植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，测定玻璃容器内CO2浓度的变化情况。

（1）根据实验推测，叶绿体黑暗中能合成ATP的原因是_______________，实验一、实验二培养液中应含有的物质包括______________。

（2）叶绿体在光下产生ATP的过程中，光能的作用是______________，ATP形成的反应式是___________。

（3）玻璃容器内的CO2浓度变化趋势是______________。

（4）在实验三中加入抑制光合作用暗反应的试剂后，氧气的释放速率下降，原因是______________。

Answer 1

【答案】 类囊体膜内外存在H+梯度 ADP,Pi 使类囊体膜内外产生H+浓度梯度 降低至一定水平时保持相对稳定 [H]的积累抑制了水的分解

【解析】【试题分析】

本题前两道小题考查光合作用过程中ATP合成的原理，应先分析实验结果再根据实验结果进行推理。后两道小题考查光合作用中光反应和暗反应的关系的相关知识，光反应和暗反应之间是密切联系，相互影响的，光反应的产物[H]和ATP可用于暗反应中三碳化合物的还原，所以学习、运用相关的知识点要建立这种联系的观点。

由题意可知，在无光的条件下，将叶绿体浸泡在pH为4的培养液中，使类囊体空腔中的pH为4，然后将此叶绿体转移到pH为8的培养液中能产生ATP，说明ATP的产生是由于类囊体膜内外存在H+梯度（浓度差）；生成ATP需要ADP和Pi为原料，所以实验一、实验二培养液中应含有的物质包括ADP和Pi。

（2）分析实验一、二可知，光合作用的光反应阶段产生ATP，即叶绿体在光下产生ATP的原因是光能将水光解产生H+，使类囊体膜内外之间产生H+梯度（H+浓度差）；ATP形成的反应式见答案。

（3）在适宜的条件下将一株该植物置于密闭的玻璃容器内，密闭容器内的CO2含量是有限的，随着光合作用的持续进行，CO2逐渐被消耗，浓度降低，进而使光合作用强度随之降低。当CO2浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定。因此，玻璃容器内的CO2浓度变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定。

（4）加入抑制光合作用暗反应的药物后，暗反应不能正常进行，会减低对[H]和ATP的消耗，导致[H]和ATP积累，最终抑制光反应中水的光解，使氧气的释放速率下降。