Question

5．图甲是利用小球藻进行光合作用实验的示意图；图乙是植物N净光合速率受光质与CO₂浓度影响的曲线（不考虑光质对呼吸作用的影响）．请分析并回答问题：

（1）黑暗条件下，向试管中通入^l8O₂，则一段时间后，^l8O能（能或不能）出现在其呼吸产生的CO₂中．若在密闭且其他条件相同的情况下，测定A、B试管中氧气的变化，初始氧气浓度为300mg/L，24h后，A试管氧气浓度为500mg/L，B试管氧气浓度为116mg/L，则A试管中，小球藻光合作用产生的氧气量为16mg/L•h．
（2）分析图乙，该实验的自变量是光质和CO₂浓度．若用绿光替代黄光一组的实验，则所得曲线位于原曲线之下（之上/之下/同位置）．
（3）图乙中，黄光、CO₂浓度为300μL•L^-1时，该植物细胞内合成ATP的细胞器是线粒体和叶绿体；当植物由b点状态转为a点状态时，短时间内叶绿体中的C₅含量增加．
（4）据图乙研究结果，为提高温室作物的产量，你的建议是采用自然光照（白光）、适当增加C0₂浓度．

Answer 1

分析 （1）有氧呼吸：

阶段	场所	物质变化	产能情况
第一阶段	细胞质基质	C6H12O6$\stackrel{酶}{→}$2丙酮酸+4[H]+能量	少量能量
第二阶段	线粒体基质	2丙酮酸+6H2O$\stackrel{酶}{→}$6CO2+20[H]+能量	少量能量
第三阶段	线粒体内膜	24[H]+6O2$\stackrel{酶}{→}$12H2O+能量	大量能量

（2）在光合作用的暗反应中，二氧化碳中的C的转移途径为CO₂→C₃→（CH₂O）．光合作用过程中，光照强度和二氧化碳浓度均可影响光合速率，只是光照是通过光反应进而影响暗反应的，二氧化碳是通过暗反应进而影响光反应的．
（3）光合作用光反应的场所为类囊体薄膜，暗反应的场所为叶绿体基质．

解答 解：（1）黑暗条件下，向试管中通入^l8O₂，小球藻进行呼吸作用，^l8O₂   先 参与有氧呼吸的第三阶段24[H]+6^l8O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂^l8O+能量，后来 H₂^l8O再参与有氧呼吸第二阶段2丙酮酸+6H₂^l8O$\stackrel{酶}{→}$6CO^l8O+20[H]+能量，因此 ^l8O 能出现在其呼吸产生的CO₂中．A试管氧气浓度增加量200mg/L为净光合速率，B试管氧气浓度减少184mg/L为呼吸速率，因此，实际光合速率为384mg/L，则A试管中，小球藻光合作用产生的氧气量为$\frac{384}{24}$mg/L•h=16mg/L•h．
（2）分析图乙，图中的自变量为光质和CO₂浓度，因变量为净光合速率．若用绿光替代黄光一组的实验，绿光植物不能吸收，因此光合速率最差，则所得曲线位于原曲线之下．
（3）黄光、CO₂浓度为300μL•L^-1时，植物同时进行光合作用和呼吸作用，产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体． 当植物由b点状态转为a点状态时，光质由黄光变为红光，光合作用变强，短时间内光反应产生的ATP和[H]的量增加，C₃被还原的量增加，C₃减少、C₅含量增加．
（4）本题中自变量为 光质和CO₂浓度，因此建议采用自然光照（白光）、适当增加C0₂浓度．
故答案为：
（1）能    16
（2）光质和CO₂浓度    之下
（3）线粒体和叶绿体   增加
（4）采用自然光照（白光）、适当增加C0₂浓度

点评 本题比较综合，考查了光合作用、有氧呼吸等方面的知识，意在考查考生能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；能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力．