Question

某学校生物兴趣小组用伊乐藻开展生物学课题研究：
Ⅰ．进行光合作用的实验：他们将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中（室温20℃），可观察到光下枝条放出气泡．他们以太阳灯作为光源，移动太阳灯使之与大试管的距离不同，结果如图1中曲线表示（伊乐藻光合速率用单位时间O₂释放量表示）：

Ⅱ．进行呼吸作用的实验：如图3是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置：
（1）B点的含义是

 

．
（2）该小组在室温10℃和30℃时分别进行了实验，结果如曲线2和曲线3，D、E、F点主要的限制因素及BC段的限制因素主要分别是

 

和

 

．
（3）该小组分离出伊乐藻中的叶绿体（图2叶绿体的模式图）在适宜条件下培养，在b上发生的能量转换为

 

，由b转移至c的物质主要包括

 

．
（4）如该小组继续以该绿色植物叶片为材料做叶绿体色素的提取和分离实验，分离出四条色素带从下到上依次是

 

．
（5）关闭活塞，在适宜温度下，30分钟后，读取有色液滴向

 

（左/右）移动．
（6）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正．校正装置的容器和小瓶中应分别放入

 

、

 

．
（7）在一定的CO₂浓度和适宜温度下，把某植物叶片置于5千勒克斯（光合作用速度88mgCO₂/100cm²叶?h^-1）光照下12h，其余时间置于黑暗中（呼吸作用速度6.6mgCO₂/100cm²叶?h^-1），则一天内该植物每50cm²叶片葡萄糖积累量为

 

mg．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,叶绿体色素的提取和分离实验,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：本题是对叶绿体的结构和功能、光合作用的具体过程、光照强度和温度对光合作用强度的影响、光合作用与呼吸作用的关系的综合性考查，梳理叶绿体的结构和功能、光合作用的具体过程、光照强度和温度对光合作用强度的影响、光合作用与呼吸作用的关系的相关知识点，结合题图信息和问题的具体要求解答问题．

解答： 解：（1）B点氧气释放速率为0，B点表示该距离条件下光合作用强度产生的氧气正好被呼吸作用吸收，即光合作用强度与呼吸作用强度相等．
（2）分析题图可知，曲线2和曲线3分别是温度为10℃和30℃时光合作用的曲线，在同一距离条件下温度不同，氧气释放的速率不同说明该距离条件下的限制因素是温度；BC段随距离的增加氧气释放速率减小，说明该段限制光合作用的因素是光照强度．
（3）分析题图可知，b是类囊体膜，该膜上进行光反应阶段，该阶段中水光解产生了氧气和还原氢，能量的变化是光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；光反应产生的还原氢和ATP被暗反应利用，暗反应的场所是叶绿体基质，因此光反应产生的还原氢和ATP由类囊体膜向叶绿体基质移动．
（4）由于不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上扩散的速度不同，胡萝卜素扩散的速度最快，其次依次分别是叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此分离出四条色素带从下到上依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素．
（5）关闭活塞后，该绿色植物呼吸作用需要消耗氧气，产生的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，光合作用由于没有二氧化碳不能进行，因此液滴会向左移动．
（6）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正排除物理因素对实验结果的影响，校正装置的容器和小瓶中应分别放入与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的伊乐藻、与实验组等量的20%NaOH．
（7）植物葡萄糖积累量为光合作用合成有机物的量减去呼吸作用分解的有机物的量，题干条件下葡萄糖的积累量是；（88×12-6.6×12）×180÷（6×44）=306mg．
故答案应为：
（1）当光强为一定值时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率
（2）温度        光照强度
（3）光能→活跃的化学能         ATP、[H]（或NADPH）
（4）叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素
（5）左
（6）与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的伊乐藻    与实验组等量的20%NaOH
（7）306

点评：本题的知识点是光照强度、温度对光合作用强度的影响，叶绿体的结构和功能，光合作用过程中光反应与暗反应的物质变化和能量变化及光反应与暗反应之间的关系，叶绿体中色素的提取和分离，光合作用与呼吸作用之间的关系，分析题图和题干获取信息是解题的突破口，对于光合作用与呼吸作用的综合掌握与应用是本题考查的重点．