Question

3．如图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况．请回答下列问题．
（1）由图1可知，甲、乙分别代表的物质是CO₂、[H]和ATP，要想使叶绿体内C₃的含量快速下降，可以改变的环境条件是不提供CO₂或增强光照．
（2）图2中限制D点光合作用增长率的主要环境因素是光照强度，C点和D点相比，叶绿体中[H]的含量较高（填“较低”、“相等”或“较高”）．
（3）从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO₃溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3．请据此回答．
①该实验的目的是探究CO₂浓度对光合作用速率的影响．
②由图3分析，b点比a点细胞内的C₅含量低，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲线上升，其原因应该是NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢．

Answer 1

分析 图1是光合作用过程图解，图中甲表示CO₂，乙表示光反应产生的[H]和ATP．
图2圆叶片上浮至液面所需时间代表光合作用强度，时间越短光合作用强度越大，从图2可知，b点比a点相比圆叶上浮所需时间缩短，说明b点光合作用强度大，据此答题．

解答 解：（1）光合作用需要二氧化碳为原料生成糖类，甲代表二氧化碳，乙代表光反应生成的[H]和ATP参加暗反应．二氧化碳与五碳化合物固定生成三碳化合物，想使叶绿体内三碳化合物的含量快速下降，可以降低环境二氧化碳浓度，或者增加光强，生成较多的[H]，使三碳化合物还原加强，消耗更多三碳化合物．叶绿体生成的氧气通过叶绿体2层膜，进入邻近线粒体要通过线粒体2层膜，共通过4层生物膜．
（2）据图2曲线分析，AD光合速率增长率一直大于0，即光合速率一直增长，故D点光合速率最大，达到二氧化碳饱和点，所以限制其光合速率的因素主要是光照强度．C点和D点相比，C点光合强度较小，叶绿体中[H]产生的量增多，但消耗量减少，因此叶绿体中[H]的含量较大．
（3）①从题意可知，实验的单一变量是不同浓度的NaHCO₃溶液，NaHCO₃溶液可以分解为光合作用提供CO₂，所以该实验的目的是探究CO₂浓度对光合作用速率的影响；
②根据题意，圆叶片上浮至液面所需时间代表光合作用强度，时间越短光合作用强度越大，从图③可知，b点比a点相比圆叶上浮所需时间缩短，说明b点光合作用强度大，此时NaHCO₃溶液浓度b点较高，说明C5去路增加，但来源不变，故b点C₅含量较低；bc段NaHCO₃溶液浓度继续上升，所以此时曲线平缓的限制因素可能为光照强度；曲线上升表明光合作用减弱（产生的氧气减少），而C点之后NaHCO₃增加，导致叶片细胞外的浓度过高，叶片细胞失水从而影响了它的细胞代谢，故而导致光合作用降低．
故答案为：
（1）CO₂ [H]和ATP    　不提供CO₂或增强光照
（2）光照强度　较高
（3）①探究CO₂浓度对光合作用速率的影响    ②低　光照强度　NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢

点评 本题难度适中，属于考纲中理解、应用层次的考查，考查光合作用过程中的物质变化、影响光合作用的环境因素及探究实验等方面的知识点．解答本题的关键是准确分析过程图和曲线图，利用控制变量的方法分析实验装置，能通过比较、分析与综合等方法对实验装置和实验结果做出合理的判断或得出正确的结论能力．