Question

8．某兴趣小组用某植物及其分离的叶绿体进行下列实验，回答下列问题：
实验一：先将叶绿体浸泡在pH为4的培养液中，使类囊体空腔中的pH为4，然后将此叶绿体转移到pH为8的培养液中，遮光一段时间．测得培养液中有ATP合成．
实验二：将液体浸泡在pH为7的培养液中、使类囊体空腔中的pH为7，光照一段时间．测得培养液中有ATP合成．
实验三：将一株该植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，测定玻璃容器内CO₂浓度的变化情况．
（1）根据实验推测，叶绿体黑暗中能合成ATP的原因是类囊体腔中的H⁺浓度高于叶绿体基质（或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔），实验一、实验二培养液中应含有的物质包括ADP、[H]、酶．
（2）叶绿体在光下产生ATP，光能的作用是将水光解产生H⁺，使类囊体膜内外之间产生H⁺梯度（H⁺浓度差）．
（3）玻璃容器内的CO₂浓度变化趋势是降低至一定水平时保持不变．
（4）做在实验三中加入抑制光合作用暗反应的试剂后，氧气的释放速率下降，原因是[H]和ATP积累，抑制了水的光解过程．

Answer 1

分析 分析实验：叶绿体基质中的pH高于类囊体腔，能合成ATP．这说明产生ATP的条件是类囊体腔中的H⁺浓度高于叶绿体基质（或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔）．

解答 解：（1）叶绿体基质中的pH高于类囊体腔，能合成ATP．这说明产生ATP的条件是类囊体腔中的H⁺浓度高于叶绿体基质（或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔）．合成ATP的需要ADP、[H]、酶．
（2）光合作用的光反应阶段产生ATP的原因是光能将水光解产生H⁺，使类囊体膜内外之间产生H⁺梯度（H⁺浓度差）．
（3）在适宜的光照条件下，密闭容器内培养的植物会同时进行光合作用和呼吸作用，并且光合作用较强．由于密闭容器内的二氧化碳含量有限，随着光合作用的持续进行，二氧化碳逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度跟着降低；当二氧化碳浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，此时净光合速率为0，则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定．
（4）光反应的产物是[H]和ATP，[H]和ATP用于暗反应中三碳化合物的还原，当暗反应过程受到抑制时，会导致[H]和ATP的积累，进而抑制光反应阶段．
故答案为：
（1）类囊体腔中的H⁺浓度高于叶绿体基质（或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔）   ADP、[H]、酶
（2）将水光解产生H⁺，使类囊体膜内外之间产生H⁺梯度（H⁺浓度差）
（3）降低至一定水平时保持不变
（4）[H]和ATP积累，抑制了水的光解过程

点评 本题结合叶绿体中ATP合成的实验，考查叶绿体的结构及功能，要求考生识记叶绿体的结构及光合作用的过程；能分析实验，明确叶绿体中ATP的合成与pH有关，只有叶绿体基质中的pH高于类囊体腔时才能产生ATP．