Question

3．图1表示番茄叶肉细胞内两个重要的生理过程，图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的装置．请回答下列问题：

（1）图1中，②过程进行的场所是类囊体薄膜，④过程进行的场所是细胞质基质和线粒体基质．①-④过程中，能为该细胞合成蛋白质供能的过程是③④．
（2）在适宜温度和光照条件下，向图2所示的装置通入¹⁴CO₂．当反应进行到0.5s时，¹⁴C出现在C₃中；反应进行到5s时，¹⁴C出现在（CH₂O）．该实验是通过控制反应时间（条件）来探究CO₂中碳原子的转移路径，用到的实验方法为同位素标记法．
（3）将图2所示的装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜（零点开始）小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图3所示曲线．观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的左侧，液滴移到最右点是在一天中的18（g）点．在12点之后的下午某时间段内，记录液滴的移动，获得以下数据：

每隔20分钟记录一次刻度数据
…	25	27	31	37	…

该组实验数据是在图3所示曲线的e～f段获得的．如果要测定该植物真正光合作用的速率，该如何设置对照实验设置如图2一样的装置，将该装置遮光放在和A相同的环境条件下．

Answer 1

分析 分析图解：图1中，②表示水的光解，即光合作用的光反应阶段，图中A表示氧气；①表示光合作用暗反应阶段，B表示二氧化碳；③表示有氧呼吸的第三阶段；④表示有氧呼吸的第一、第二阶段．因此甲表示叶绿体，乙表示线粒体．
图2是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，因此刻度移动表示是氧气的变化量．液滴移到最右边，此时一天中储存氧气最多，图3中g点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以g点时储存氧气最多．由数据可知，相同的时间刻度变化越来越小，说明释放的氧气量在减少，对应图3中de段或fg段．

解答 解：（1）分析题图1可知，②是光反应阶段，场所是叶绿体类囊体薄膜，④过程是有氧呼吸的第一、第二阶段，场所是 细胞质基质、线粒体基质，能为该细胞合成蛋白质供能的过程是细胞呼吸释放的能量，即图1中的③④过程．
（2）阅读题干可知，该实验是通过控制反应时间探究CO₂中碳原子的转移路径，用到的实验方法为同位素标记法．
（3）由曲线可知，c光合强度与呼吸强度相等，在此点之前，光合强度小于呼吸强度，小室内氧气浓度降低，液滴左移，c点以后，液滴逐渐向右移动，在18（g）时移至最右．分析表格中数据可知，随时间的推移光合速率越来越强，该组实验数据是在图3所示曲线e〜f段测得；如果要测定该植物真正光合作用的速率，应设置如图2一样的装置，将该装置遮光放在和A相同的环境条仵下作为对照．
故答案为：
（1）类囊体薄膜   细胞质基质和线粒体基质   ③④
（2）反应时间      同位素标记法
（3）左    18（g）    e～f      设置如图2一样的装置，将该装置遮光放在和A相同的环境条件下

点评 本题的知识点是光合作用与呼吸作用的关系，影响光合作用的因素，主要考查学生解读题图获取有效信息并利用有效信息解决问题的能量和实验设计能力．