Question

10．选取有白斑叶片和绿色叶片的某植物进行如图1所示的光合作用实验，各瓶均透明，丙瓶做遮光处理．用丁瓶研究光照强度（t₁→t₄光照逐渐增强，此后保持稳定）、CO₂浓度和温度（t₀→t₆温度恒定）等环境因素对光合速率的影响，测得丁瓶内CO₂变化速率如图2所示（不考虑O₂浓度变化对呼吸速率的影响）．请回答下列问题：

（1）色素分子含有的Mg²⁺可被H⁺置换．现用5%HCl处理该植物绿色叶片的色素提取液，提取液的颜色变成黄褐色是因叶绿素（叶绿素a、b）大量减少引起的．
（2）在相同且适宜的条件下，对甲、乙、丙三瓶进行实验，结果只在乙瓶内编号为④的部位检测到光合作用产物，此实验说明光合作用需要光照、CO₂、叶绿体．
（3）图2中t₂时叶肉细胞产生氢的载体的场所有细胞溶胶、线粒体和叶绿体．t₃时，叶片光合作用固定CO₂的速率为2a．
（4）图2中t₄后，短时间内叶绿体中RuBP的合成速率会增加，补充CO₂后发现显著提高了该叶片的光饱和点，原因是CO₂浓度升高，其固定生成三碳酸（3-磷酸甘油酸、三碳分子）的量增多，需要光反应提供的NADPH和ATP增多，需要更强的光照强度．t₆后，短时间内叶绿体中的ATP含量减少，原因是温度改变明显提高了碳反应的速率．

Answer 1

分析 分析图1：光合作用需要光照、叶绿体、个二氧化碳，甲中加有氢氧化钠溶液，吸收装置内的二氧化碳，该叶片不能进行光合作用，乙装置的③部位缺少叶绿体，不能进行光合作用，丙装置没有光照，不能进行光合作用．
分析图2：t₀-t₁黑暗条件，植物只进行呼吸作用，二氧化碳产生速率稳定；t₁-t₂时刻具备光照，植物进行光合作用，由于呼吸速率大于光合速率，容器内二氧化碳含量变化速率减慢，t₁-t₄时刻，光合速率大于呼吸速率，t₂时刻和t₄时刻光合速率和呼吸速率相等，t₄-t₆时刻光合速率大于呼吸速率，据此答题．

解答 解：（1）Mg²⁺是构成叶绿素的基本元素，色素分子含有的Mg²⁺被H⁺置换．则叶绿素不能形成，叶子中的叶绿素（叶绿素a、b）大量减少，植物绿色叶片的色素提取液的颜色变成黄褐色．
（2）甲中加有氢氧化钠溶液，吸收装置内的二氧化碳，丙装置没有光照，乙装置的③部位缺少叶绿体，在相同且适宜的条件下，对甲、乙、丙三瓶进行实验，结果只在乙瓶内编号为④的部位检测到光合作用产物，此实验说明光合作用需要光照、CO₂、叶绿体．
（3）图2中t₂时叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸，光合作用和细胞呼吸的场所是细胞溶胶、线粒体和叶绿体都能产氢．光合作用固定CO₂的速率为总光合速率=净光合速率+呼吸速率，t₃时，叶片净光合速率为a，呼吸速率为a，总光合速率为2a．
（4）图2中t₄后，加入二氧化碳，短时间内叶绿体中RuBP的合成速率会增加，CO₂浓度升高，其固定生成三碳酸（3-磷酸甘油酸、三碳分子）的量增多，需要光反应提供的NADPH和ATP增多，需要更强的光照强度，故补充CO₂后显著提高了该叶片的光饱和点，t₆后，短时间内叶绿体中的ATP含量减少，原因是温度改变明显提高了碳反应速率．
故答案为：
（1）叶绿素（叶绿素a、b）
（2）光照、CO₂、叶绿体
（3）细胞溶胶、线粒体和叶绿体    2a
（4）增加      CO₂浓度升高，其固定生成三碳酸（3-磷酸甘油酸、三碳分子）的量增多，需要光反应提供的NADPH和ATP增多，需要更强的光照强度  碳

点评 本题考查影响光合作用速率的环境因素的相关知识，意在考查考生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．