Question

1．请回答下列有关光合作用的问题．
（1）如图1装置，反应杯的浴液中加入红花菜豆叶片及少量NaHCO₃（可提供CO₂），并连接氧传感器，氧传感器的另一端与计算机连接，以监抛杯中O₂浓度的变化．红花菜豆叶片放入反应杯前需抽空叶肉细胞间隙内的气体，目的是排除原有气体对实验结果的干扰．随着测试时间的延长，叶片的光合速率逐渐下降，原因是密闭的反应杯中二氧化碳不足，此时，叶绿体中的C₃（填“C₃”或“C₅”）含量下降．
（2）请写出无氧条件下，叶肉细胞的细胞呼吸方程式C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
（3）某研究小组获得了红花菜豆的叶黄素缺失突变体．从叶黄素缺失突变体叶片中提取色素，研磨叶片时加入碳酸钙是为了防止色素被破坏．用纸层析法分离色素，色素层析条带分离结果是B（从图2中选择标号）．
（4）图3表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某红花菜豆光合作用速率和呼吸作用速率的影响．请据图回答：
①由图可知，与光合作用有关的酶对高温更为敏感．
②当环境温度为40℃时，该植物的C₆H₁₂O₆净积累量为0mg/h．

Answer 1

分析 1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物．
2、叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如：丙酮、无水乙醇等．所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素．
3、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．
4、净光合作用速率=真正光合作用速率-呼吸作用速率，只有净光合作用速率大于零时，植物才能生长．

解答 解：（1）根据题意，氧传感器及计算机用于监测瓶中 O₂浓度的变化，抽空叶肉细胞间隙内的气体，可排除原有气体对实验结果的干扰．实验中加入少量 NaHCO₃，随着时间的推移，CO₂浓度逐渐降低，致使CO₂供应不足，光合作用速率下降． CO₂是暗反应中合成三碳化合物的原料，CO₂供应不足导致叶绿体中三碳化合物的含量降低．
（2）叶肉细胞在无氧条件下进行无氧呼吸，其方程式为：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
（3）研磨叶片时加入碳酸钙是为了防止研磨过程中色素受到破坏．叶黄素位于色素层析条带的第2条，故用纸层析法分离叶黄素缺失突变体叶片中的色素，色素层析条带分离结果是B．
（4）①由图3分析可知，实线表示真光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率在高温时，真光合作用速率曲线比呼吸作用速率曲线下降的快，说明与光合作用有关的酶对高温更为敏感．
②当环境温度为40℃时，真正光合作用速率等于呼吸作用速率，所以该植物的有机物净积累量=真正光合作用速率-呼吸作用速率=0mg/h．
故答案为：
（1）排除原有气体对实验结果的干扰  二氧化碳不足   C₃
（2）C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量
（3）色素被破坏   B
（4）光合   0

点评 本题考查影响光合作用因素、色素的提取和分离等实验知识．意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容，能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力．