Question

11．图1表示光合作用过程的模式图，其中①～④表示化学反应，A～H代表物质．图2表示将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的pH和温度时，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图，据图回答问题：

（1）写出物质F的名称：ATP．据图2分析，该绿藻细胞的呼吸速率为2.5μmol/min．
（2）在图2中乙处光照开始后，溶解氧浓度稍有增加，但第6min后不再增加而稳定，原因是光照后容器中CO₂减少，光合作用速率下降，第6min后光合作用速率等于（填“小于”“大于”或“等于”）呼吸作用速率．
（3）在图2中丙处若添加的是¹⁴CO₂，发现7s后有多达12种产物含有放射性，而5s内的代谢产物中含有放射性的基本只有一种物质，该物质最可能是E（填图1中字母）．若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则正确表示溶氧变化的曲线是a～g中的e．
（4）若在图2中丁处给予一定的条件，使溶解氧的变化如图中的b，预计1h后，绿藻细胞光合作用产生的氧气量为750μmol．若绿藻在特定条件下的光合速率为图2中的c，且呼吸速率与图2所示一致，则在该条件下每天光照至少8h绿藻才能正常生长．

Answer 1

分析 分析图1：①光能的吸收，②水的光解，③光合磷酸化过程，④暗反应，A是水，B是氧气，C是CO₂，D是[H]，E是C₃，F是ATP，H是糖类，G是C₅．
分析图2：在一定的pH值和温度时，不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化．光照之前只进行呼吸作用，只需根据氧气吸收的总量比时间即可计算出呼吸速率．光照影响光合作用的光反应过程，它能促进ATP的生成和水的光解．在丙处添加CO₂时，要考虑到二氧化碳影响的是光合作用的暗反应中的二氧化碳的固定．丁点以后，若曲线不变，则表示光合作用等于呼吸作用强度；若曲线上升，则表示光合作用大于呼吸作用强度；如果曲线下降，则表示光合作用小于呼吸作用或只进行呼吸作用．

解答 解：（1）物质F的名称是ATP．据图2分析，在光照开始之前，细胞只进行呼吸作用，呼吸作用第一阶段的场所为细胞质基质，第二、三两阶段发生在线粒体中．在0～4分细胞吸收的氧气的值=210-200=10微摩，因此该绿藻细胞的呼吸速率=10÷4=2.5微摩/分．
（2）在图2中乙处光照开始后，溶解氧浓度稍有增加，但第6min后不再增加而稳定，原因是光照后容器中CO₂减少，光合作用速率下降，第6min后光合作用速率等于呼吸作用速率．
（3）在图2中丙处若添加的是¹⁴CO₂，发现7s后有多达12种产物含有放射性，而5s内的代谢产物中含有放射性的基本只有一种物质，该物质最可能是EC₃．若在丁处加入光反应抑制剂，此时绿藻细胞不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，又恢复到0～4分时的状态，并且呼吸速率不变，因此e可以表示溶解氧变化的曲线．
（4）据图曲线b，净光合作用量为10微摩尔/分；呼吸量为2.5微摩尔/分，由此计算出每分总光合作用量为12.5微摩尔/分．所以1小时实际产生氧气量=12.5微摩尔/分×60分﹦750微摩尔．与图2所示一致，设在该条件下每天光照至少Xh绿藻才能正常生长，10×60X-（24-X）2.5×60＞0，则X=4.8，即在该条件下每天光照至少4.8h绿藻才能正常生长．
故答案为：
（1）ATP    2.5
（2）CO₂    等于    
（3）E   e     
（4）750    8

点评 本题考查了影响光合作用和呼吸作用的环境因素，意在考查考生能从题目所给的图形中获取有效信息的能力；理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；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．