Question

17．在“探究环境因素对光合速率的影响”活动中，同学们得到了如图1所示的实验结果．图2表示光合作用碳反应的过程．请分析回答：

（1）图1中，限制A点光合速率的主要环境因素是光强度．与A点相比，B点条件下3-磷酸甘油酸的生成速率增大（填“增大”、“减小”或“基本不变”）；与B点相比，C点条件下物质③的生成速率基本不变（填“增大”、“减小”或“基本不变”）．
（2）图2过程在叶绿体的基质中进行，物质①为NADPH，光反应阶段的产物除物质①外，还有O₂和ATP，并吸收光能转变成ATP、NADPH中活跃的化学能．
（3）物质③可运至叶绿体外，并且转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用．每还原生成6分子物质③有5分子在卡尔文循环中经过一系列变化再生为RuBP．
若实验中用¹⁴C标记的CO₂作原料，则¹⁴C在碳反应中的转移途径是¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③．（用“→”、图2中的文字和序号回答）．
（4）某兴趣小组用图3所示的装置进行实验，发现金鱼藻光合作用的最适温度在t_1～t₂之间．欲进一步探究金鱼藻光合作用的最适温度，再进行了相关实验．
请回答：
①本实验可通过观察一定时间内收集的氧气量（氧气释放量）来判断光合速率的大小．
②实验发现，金鱼藻光合作用的最适温度为t₀．请在坐标系图4中用曲线表示进一步探究金鱼藻光合作用的最适温度的实验结果．
③若兴趣小组的同学还想用此装置欲探究光强度与金鱼藻光合作用强度的关系．现提供100W聚光灯与精密PH试纸，则控制自变量的方法是调节聚光灯与装置之间的距离；该实验的观察指标除了①所述内容外还可以是精密pH试纸的颜色变化．

Answer 1

分析 解答本题需掌握：光合作用和呼吸作用的过程．
6CO₂+12H₂O$\stackrel{酶}{→}$C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O；
光反应：H₂O→2[H]+$\frac{1}{2}$O₂（水的光解）；ADP+Pi$\stackrel{酶}{→}$ATP （递能）
暗反应：CO₂+C₅化合物$\stackrel{酶}{→}$2C₃化合物（二氧化碳的固定）；NADP++2e^-+H⁺$\stackrel{酶}{→}$NADPH（递氢）；2C₃化合物+4NADPH+ATP$\stackrel{酶}{→}$（CH₂O）+C₅化合物+H₂O（有机物的生成或称为C3的还原）ATP$\stackrel{酶}{→}$ADP+PI（耗能）
酒精发酵：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量；
有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6O₂+6 H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量

解答 解：（1）图中开始阶段三条线是重合的，限制重合部分的光合速率的主要环境因素是光强度．与A点相比，B点的光强度增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，并且B点具有较高的CO₂浓度，因此3-磷酸甘油酸的生成速率增大；与B点相比，C点的CO₂浓度相同，并且光照增强，光合作用速率不再变化，因此C点条件下葡萄糖的生成速率基本不变．
（2）图2表示光合作用的暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中．光反应产生的ATP和NADPH会用于暗反应中三碳化合物的还原，然后分解为ADP和NADP⁺；光反应阶段色素吸收光能转变成活跃的化学能．
（3）物质③可运至叶绿体外，并且转变成蔗糖．若3个CO₂分子进入卡尔文循环可形成6个三碳化合物分子，其中有 5 个三碳化合物分子经过一系列变化再生成RuBP，其余的离开循环，可在叶绿体外合成蔗糖，供植物体所有细胞利用．则¹⁴C在碳反应中的转移途径是¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③．
（4））①光合作用的光反应阶段发生水的光解，产生氧气，可以通过收集的氧气的量来判断光合速率的大小．
②在最适温度条件下，光合速率最大，低于或高于最适温度，光合速率会下降：

③若兴趣小组的同学还想用此装置欲探究光强度与金鱼藻光合作用强度的关系．现提供100W聚光灯与精密PH试纸，则控制自变量的方法是调节聚光灯与装置之间的距离；该实验的观察指标除了①所述内容外还可以是精密pH试纸的颜色变化．
故答案为：
（1）光强度    增大    基本不变
（2）基质   NADPH；O₂和ATP      ATP、NADPH中活跃的化学能
（3）蔗糖      5    ¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③
（4）①收集的氧气量（氧气释放量）
②
③调节聚光灯与装置之间的距离    精密pH试纸的颜色变化

点评 本题考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，意在考查考生的识图能力，能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力．