Question

【題目】下圖為黑藻光合作用過程示意圖，其中A—D表示反應過程，①—⑥代表物質。

下表為將該黑藻培養液放入密閉容器中，在保持適宜的酸堿度和溫度時，在不同的操作條件下溶解氧的變化記錄（注意：操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ為連續操作）。

請分析并回答下列問題：

（1）①進入葉綠體穿過__________層磷脂分子，D表示__________過程，⑤代表的物質是__________。

（2）給于光照時，瞬間④的變化為_________；在填充CO2時，短時間內C3化合物的變化為_________。

（3）在操作Ⅲ中，2分鐘黑藻光合作用產生02是__________微摩爾。

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

Answer 1

【答案】 4 暗反應 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；溶解氧不再增加而穩定是由于光合速率等于呼吸速率

【解析】試題分析：光合作用包括光反應和暗反應兩個階段。在光反應過程中發生的變化為：色素分子吸收、傳遞和轉化光能，水在光下分解，ATP的合成；在暗反應過程中發生的變化為：CO2的固定和C3的還原。可見，圖中A表示色素分子吸收、傳遞和轉化光能，B水在光下分解，C表示ATP的合成，D表示暗反應，進而明辨：①代表H2O，②代表O2，③代表CO2，④代表[H]，⑤代表ATP，⑥代表糖類。分析表格信息，黑暗條件下只進行細胞呼吸，因此[（220－200）÷4]微摩爾/分鐘表示呼吸速率；光照條件下，細胞呼吸和光合作用同時進行，因此操作Ⅲ中，2分鐘溶氧量增加的30微摩爾可以表示凈光合作用量，則凈光合速率為15微摩爾/分鐘。在此基礎上，對各問題進行解答。

(1) ①表示H2O，進入葉綠體需依次穿過葉綠體的外膜和內膜，每層膜包含2層磷脂分子，因此共需穿過4層磷脂分子。D表示暗反應過程，⑤代表ATP。

(2) ④表示[H]。給于光照時，光反應速率加快，產生的[H]和ATP增多，因此瞬間④的變化為增加。在填充CO2時，短時間內暗反應速率加快，CO2與C5結合生成兩個C3的固定過程加快，C3化合物的還原速率不變，因此短時間內C3化合物的變化為增加。

(3) 黑暗4分鐘溶解氧由220微摩爾連續降為200微摩爾，是黑藻的細胞呼吸消耗所致，此時呼吸速率＝（220－200）/4＝5微摩爾/分鐘。光照時溶解氧的增加量（凈光合速率）＝黑藻光合作用產生的O2量（真光合速率）－細胞呼吸消耗的O2量（呼吸速率）。在操作Ⅲ中，溶解氧2分鐘連續增加30微摩爾，細胞呼吸消耗的溶解氧為10微摩爾，因此，2分鐘黑藻光合作用產生02量＝30微摩爾＋10微摩爾＝40微摩爾。

(4) 操作Ⅱ中，給予光照后，光合速率大于呼吸速率，使溶解氧先增加；隨著光合作用的進行，密閉容器內CO2濃度逐漸降低，光合速率也隨之減弱，當光合速率等于呼吸速率時，溶解氧不再增加而保持穩定。