Question

【題目】如下圖一所示，白色光透過三棱鏡后會按波長不同分散成為七色條帶。現有多個圖二所示的裝置，A是活塞，B是玻璃罩，C是某植物，D是清水，E是紅色水滴，F是帶刻度尺的水平玻璃管，各個裝置中植物的大小、生理狀態都相同。將7套上述裝置分別放在圖一的1、2、3、4、5、6、7處，除光照外其他條件都完全相同且處于嚴格的最適狀態，24小時后讀取數據。每個裝置紅色液滴對應的初始刻度為0，零刻度右側記為正值，零刻度左側記為負值。

（1）該實驗目的是探究對光合作用速率的影響。
（2）圖二裝置實際上無法準確得到想要的數據．請在此基礎上進行改進，使其能用于該實驗測量植物的凈光合速率和真光合速率．需要改動或添加的地方有：
①將7個裝置中D里的清水改為。
②為排除無關變量的影響，增加將裝置中的C換成已死亡的同樣大小的植物的對照組。
③添加一個相同裝置用于測量呼吸速率，D里的溶液應為且將其置于中。
（3）如果改動①中的某裝置在某條件光照下所讀數據是3，③添加的裝置中所讀數據是-2，則該植物在該光照條件下的真光合速率是；如果改進①中的某裝置在某條件光照下所讀數據是0，說明在此光照條件下，該植物的光合作用速率（填“大于”、“等于”、“小于”）呼吸作用速率。
（4）圖三中Ⅰ～Ⅴ表示該植物細胞代謝過程，a～e表示相關物質。請據圖回答問題：
①圖三中Ⅰ～Ⅴ過程，能產生ATP的是（用圖中數字表示），能在破傷風芽孢桿菌細胞中進行的過程是（用圖中數字表示）。
②請寫出Ⅰ、Ⅱ過程的總反應式：。

Answer 1

【答案】
（1）不同波長的光（或光的波長）
（2）CO2緩沖液（或碳酸氫鈉溶液）；氫氧化鈉溶液；黑暗環境（無光環境）
（3）5；等于
（4）Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ；Ⅴ；CO2+H2O (CH2O)+O2
【解析】解：（1）實驗裝置是放在經過三棱鏡后按波長不同分散成七色條帶的1、2、3、4、5、6、7處，因此該實驗目的是探究不同波長的光（或光的波長）對光合速率的影響。（2）要探究“在不同波長的光下，該植物的凈光合速率和真光合速率的變化情況”則需要分別測得凈光合速率和呼吸速率。測凈光合速率需要把①將7個裝置中D里的清水改為二氧化碳緩沖液或碳酸氫鈉緩沖液。③測呼吸速率需要把添加一個相同裝置用于測量呼吸量，置于黑暗中，且該裝置中D里的溶液為氫氧化鈉。（3）如果改動①中的某裝置在某條件光照下所讀數據是3，為凈光合速率；③添加的裝置中所讀數據是-2，為呼吸速率。根據真光合速率=凈光合速率+呼吸速率可知，該植物在該光照條件下的真光合速率是3+2=5。如果改進①中的某裝置在某條件光照下所讀數據是0，即凈光合速率為0，說明在此光照條件下，該植物的光合作用速率等于呼吸作用速率。（4）①分析題圖可知，產生ATP的反應是光反應，有氧呼吸的第一、第二、第三階段，即圖中的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，破傷風芽孢桿菌的代謝類型是異養厭氧型，所以能在細胞中進行的只能是圖中的Ⅴ。
【考點精析】本題主要考查了ATP與ADP的相互轉化和光反應和暗反應的比較的相關知識點，需要掌握ATP水解，所釋放的能量用于各種需要能量的生命活動；ATP合成，所需的能量來源于生物化學反應釋放的能量；ATP能作為直接能源物質的原因是細胞中ATP與ADP循環轉變，且十分迅速；光反應階段與暗反應階段既有區別又緊密聯系，是缺一不可的整體，光反應為暗反應提供[H]和ATP，暗反應為光反應提供ADP+Pi，沒有光反應，暗反應無法進行，沒有暗反應，有機物無法合成才能正確解答此題．