Question

15．图甲表示光合作用暗反应的一些重要过程，图乙为叶肉细胞模式图（只画出两种重要的细胞器），请据图分析回答下列问题．
（1）图甲表示的循环发生在图乙中的⑤（填标号）处，此过程需用植物在光照下产生的[H]和ATP（填物质名称），因此在夏季晴天的正午时分，此循环的速率通常下降（填“上升”或“下降”）．
（2）图甲的过程是通过设计巧妙的实验研究清楚的．科学家将小球藻装在一个密闭容器中，通过通气管向密闭容器中通入C0₂，通气管上有一个开关，可以控制CO₂的供应，密闭容器周围有光源，通过控制电源开关可以控制光照的有无．
①向密闭容器中通入¹⁴CO₂，经过不同时间的照光（数秒直至数十分钟）后，将小球藻放入沸酒精中处理，其目的是使酶失活（使小球藻死亡），导致碳反应停止，从而使小球藻中的化合物停留在碳反应的某-阶段，然后分离出各种化合物，测定其放射性．
②科学家发现光照30s，¹⁴C出现在三碳化合物、五碳化合物、六碳化合物和七碳化合物等20余种化合物中；而当把光照时间缩短为5S时，^l4C主要出现在3-磷酸甘油酸（填化合物的具体名称）中，现已证明该化合物是CO₂中的碳首先到达的化合物．
③为探究固定CO₂的化合物，科学家改变某实验条件后，发现RuBP的含量快速升髙，其改变的实验条件是停止供应CO₂（或突然降低CO₂浓度、关闭气阀），由此得出固定CO₂的物质是RuBP．
（3）利用叶片作实验材料，做如下实验：
第1步：用直径1cm的钻孔器，避开叶脉，打下小圆片10片，放于大注射器中注入水，用注射器抽去气体，当叶圆片全部下沉（填“漂浮”或“悬浮”或“下沉”）后连同水倒于小烧杯中，放在黑暗中（填“光照下”或“黑暗中”）中备用．
第2步：另取小烧杯并加入适量NaHCO₃稀溶液，加入10片叶圆片，开始叶圆片沉在烧杯底部，置于适宜光照下一段时间，发现有叶圆片上浮．请分析叶圆片上浮的原因：叶片进行光合作用，释放出O₂多于呼吸作用消耗的O₂，叶肉细胞间隙中的O₂积累，使叶片上浮．

Answer 1

分析 据图分析：图甲表示光合作用暗反应过程；图乙表示细胞中的叶绿体和线粒体，分别是光合作用和呼吸作用的场所，其中①②③④⑤分别表示的结构是线粒体内膜、叶绿体内膜、类囊体薄膜、叶绿体基质、细胞质基质．

解答 解：（1）图甲所示为卡尔文循环，为暗反应阶段的物质变化，发生在叶绿体的基质⑤中．此过程需用植物在光照下产生的[H]和ATP，在夏季晴天的正午时分，植物会出现光合午休现象，气孔部分关闭，暗反应减弱，此循环的速率通常下降．
（2）①将小球藻放入沸酒精中处理的目的是使酶失活，导致碳反应停止，从而使小球藻中的化合物停留在碳反应的某一阶段．
②根据甲图分析可见在暗反应过程中CO₂中的碳首先到达的化合物是3-磷酸甘油酸．
③图中RuBP与CO₂生成了三碳化合物，则如果RuBP的含量快速升高，其改变的实验条件应该是停止了供应CO₂．
（3）第1步：该实验的目的是探究光照下单位时间内叶圆片上浮的数量，所以需要用直径1厘米的钻孔器，避开叶脉，打下小圆片10片，放于大注射器中注入水，用注射器抽去气体，当叶圆片全部下沉后连同水倒于小烧杯中，放在黑暗中备用．
第2步：叶片进行光合作用，释放出O₂多于呼吸作用消耗的O₂，叶肉细胞间隙中的O₂积累，使叶片上浮．
故答案为：
（1）⑤[H]和ATP    下降
（2）①使酶失活（使小球藻死亡），导致碳反应停止（写出前半句即可）
②3-磷酸甘油酸
③停止供应CO₂（或突然降低CO₂浓度、关闭气阀）
（3）下沉     黑暗中     叶片进行光合作用，释放出O₂多于呼吸作用消耗的O₂，叶肉细胞间隙中的O₂积累，使叶片上浮

点评 本题考查光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化、细胞呼吸的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系、分析图形以及解决问题的能力．