Question

4．某科研小组开展不同浓度的乙酸二乙氨基乙醇酯（DA-6）对离体叶绿体的光合作用影响的实验，实验结果如表．请居表回答下列问题

	叶绿素含量 （mg/g）	ATP合成酶活性 （μmol/mg．min）	Rubisco酶活性 （μmol/mg．min）	叶绿体的氧气释放速率 （μmol/m2．s）
0mg/L的DA-6	1.6	18	1.99	14.3
10mg/L的DA-6	1.9	24	2.45	19.5
20mg/L的DA-6	2.4	32	2.30	19.6
40mg/L的DA-6	1.2	14	1.67	11.2

（注：ATP合成酶和Rubisco酶分布在叶绿体中，其中Rubisco酶是催化C0₂固定的关键酶．）
（1）ATP合成酶活性大小影响光合作用的光反应阶段，叶绿体由ATP的移动方向是从基粒（或类囊体薄膜）到基质，Rubisco酶发挥作用的场所是叶绿体基质．
（2）当DA-6浓度由10mg/L增大到20mg/L后，叶绿素的含量增加（填“增加”或“减少”），有机物的合成速率基本不变．
（3）40mg/L的DA-6对叶绿体光合作用速率起抑制 （填“促进”或“抑制”）作用，你的推断理由是此浓度下离体叶绿体的叶绿素含量、ATP酶活性均比对照组低，导致光反应速率下降；Rubisco酶活性比对照组低，导致暗反应速率下降．．

Answer 1

分析 1．光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段：
（1）光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、化合作用的酶．具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢．②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP．此过程将光能变为ATP活跃的化学能．
（2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物．②C₃的还原，三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物．此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能．
2．据表格分析可知：在0-20mg/L的DA-6浓度范围内，叶绿素含量、ATP合成酶活性随其浓度的增加在增加，对暗反应Rubisco酶活性影响不大；超过20mg/L后，40mg/L时却都有所下降．

解答 解：（1）ATP是光反应阶段的产物，ATP合成酶活性大小会影响光合作用的光反应过程；光反应为暗反应提供【H】和ATP，故叶绿体由ATP的移动方向是从基粒（或类囊体薄膜）到基质；Rubisco酶是与暗反应有关的酶，发挥作用的场所是 叶绿体基质．
（2）据表中数据分析可知：当DA-6浓度由10mg/L增大到20mg/L后，叶绿素的含量增加；表中Rubisco酶活性及叶绿体的氧气释放速率变化不大，有机物的合成速率基本不变．
（3）40mg/L的DA-6与其他组对比分析，各数据均有所下降，已经对叶绿体光合作用起抑制作用，原因是表中此浓度下离体叶绿体的叶绿素含量、ATP酶活性均比对照组低，导致光反应速率下降，光反应提供给暗反应的【H】和ATP减少，且Rubisco 酶活性比对照组低，导致暗反应速率下降．
故答案为：
（1）光反应    从基粒（或类囊体薄膜）到基质    叶绿体基质
（2）增加     基本不变
（3）抑制        此浓度下离体叶绿体的叶绿素含量、ATP酶活性均比对照组低，导致光反应速率下降；Rubisco 酶活性比对照组低，导致暗反应速率下降

点评 本题以表格的形式，结合实验考查了影响光合作用的环境因素，要求考生能够运用对比的观点比较表中数据，同时掌握各种环境因素对光合作用的影响机理．