Question

【題目】下圖1表示光合作用過程概要的模式圖。其中，①～④表示化學反應，A～F代表物質。圖2表示將某綠藻細胞懸浮液放入密閉的容器中， 在保持一定的pH值和溫度時，給予不同條件時細胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖。

據圖回答問題：

(1)寫出物質E的名稱___________，利用3H2O標記的水分子培養綠藻，則在綠藻內發現除了水之外含有放射性的物質有___________(填圖Ⅰ中字母)。據圖2分析，該綠藻細胞的呼吸速率為 ______umol/min

(2)在圖2中乙處光照開始后，溶解氧濃度稍有增加，6min后不再增加而穩定，原因是光照后容器中_________減少，光合作用速率下降，第6min后光合作用速率_______(填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用速率 。

(3)若在圖2中丁處加入使光反應停止的試劑，則正確表示溶解氧變化的曲線是a～g中的_______________。

(4)若在圖2中丁處給予一定的條件，使溶解氧的變化如圖中的b，預計1小時后，實際產生的氧氣量為_______________umol。若綠藻在特定條件下的光合速率為圖2中的c，且呼吸速率與圖2所示一致，則在該條件下每天光照至少________ h綠藻才能正常生長。

(5)取20克綠藻細胞均分為A、B兩組,將A組綠藻的葉綠體分離開來，在離體條件下培養測定其光合作用吸收CO2的速率為88mg/h，B組綠藻在黑暗條件下測定其吸收O2的速率32mg/h。理論上，10克綠藻細胞光合作用能產生有機物_______mg/h（以葡萄糖表示）；放出氧氣_________mg/h。

Answer 1

【答案】 ATP DF 2.5 CO2 等于 e 750 8 60 32

【解析】試題分析：圖1中：①光能的吸收，②水的光解，③光合磷酸化過程，④暗反應，A是水，B是氧氣，C是CO2，D是[H]，E是ATP，F是糖類。圖2中：在一定的pH值和溫度時，不同條件時細胞懸浮液中溶解氧濃度變化。光照之前只進行呼吸作用，在丙處添加CO2時，要考慮到二氧化碳影響的是光合作用的暗反應中的二氧化碳的固定。丁點以后，若曲線不變，則表示光合作用等于呼吸作用強度；若曲線上升，則表示光合作用大于呼吸作用強度；如果曲線下降，則表示光合作用小于呼吸作用或只進行呼吸作用。

（1）由圖可知①應是色素吸收光能，②是水的光解，③是ADP形成ATP的過程，④是光合作用的暗反應，物質D是水的光解形成的，并且要參與暗反應，所以是[H]。所以在綠藻內發現除了水之外含有放射性的物質有DF。由圖2可知在黑暗處4分鐘內消耗的氧氣量為210-200umol，則每分鐘是10÷4=2.5umol/min。
（2）因為是在密閉的容器內，限制光合作用速率的不只是光照強度還有二氧化碳，在光照開始時，光合作用速率大于呼吸作用速率，氧氣釋放，氧濃度稍有增加，但一段時間后，容器中CO2減少，光合作用速率下降，最后光合作用速率與呼吸作用速率相等，氧氣不再釋放，氧濃度不再增加。
（3）如果在丁處加入光反應停止劑，那么氧氣的產生量會下降，根據第（2）問計算的呼吸速率應是曲線e（也可以根據曲線的斜率看，e的斜率和0～4分鐘的斜率一樣）。
（4）實際產生的氧氣量應是凈氧氣量和呼吸作用消耗的氧氣量，由圖可知每分鐘的凈氧氣產生量是（290-260）÷（12-9）=10，由第（2）問可知呼吸作用消耗的氧氣量是每分鐘2.5，故產生的氧氣量是每分鐘12.5，在1h內共產生12.5×60=750。圖2中的曲線c說明綠藻細胞的凈光合速率為（280-260）÷（13-9）=5μmol/min，實際光合速率為7.5μmol/min，光合作用1h產生的氧氣量為450μmol，而呼吸作用一天（24h）消耗的氧氣量為3600μmol，因此每天光照至少要8h綠藻才能正常生長。
（5）將A組綠藻的葉綠體分離開來，在離體條件下培養測定其光合作用吸收CO2的速率為88mg/h，為實際光合作用速率。根據光合作用反應式可知：吸收CO2的速率為88mg/h，則合成的葡萄糖的速率為（180×88）÷264=60mg/h，產生氧氣的速率為（192×88）÷264=64mg/h。又B組綠藻在黑暗條件下測定其吸收O2的速率32mg/h，所以10克綠藻細胞光合作用能產生有機物60mg/h，放出氧氣64-32=32mg/h。