Question

【题目】光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。请回答下列问题：

（1）希尔反应把对光合作用的研究深入到细胞器水平，为光合作用研究开创了新的途径，其基本过程是：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解后，溶液颜色由蓝色变成无色。希尔反应是模拟了叶绿体光合作用中______阶段的部分变化，其反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定______得到。而美国科学家阿农等研究发现，给叶绿体照光时向体系中供给无机磷、ADP和NADP+，体系中就会有______产生。同时发现，只要供给了ATP和NADPH，即使在黑暗中，叶绿体也可将CO2转变为糖。

（2）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，某小组利用A品种小麦探究夏日晴天中午时气温和相对湿度对其光合作用的影响。将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作对照，另外4组在人工气候室中生长，并保持其他无关条件一致，于正午12:30测定各组叶片的光合速率，各组处理及结果如表所示：

①根据实验结果可以推测中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是______，其依据是______________。

②在实验组中，若适当提高第______组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是：__________。

Answer 1

【答案】光反应 氧气的释放量（或氧气的释放速率） NADPH和ATP ①湿度（或相对湿度） 在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大 第四组 与实验组二、三相比，实验组四的环境温度未达到光合作用的适宜温度

【解析】

1、光反应：（1）水光解生成H+、O2和电子；（2）O2和电子在光下将NADP+还原为NADPH；（3）ADP＋Pi＋能量ATP

2、碳反应：（1）CO2的固定： 1分子的二氧化碳与1个RuBP结合，形成1个六碳分子，然后随即分解成2个三碳酸分子。（2）三碳酸的还原：每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团，形成三碳糖。（3）再生RuBP： 卡尔文循环中三碳糖以后的许多反应，都是为了再生RuBP。每3个二氧化碳分子进入卡尔文循环，形成6个三碳糖，其中5个三碳糖用于RuBP再生，1个三碳糖离开循环。（4）三碳糖离开卡尔文循环后，大部分运至叶绿体外，并转变为蔗糖，供植物体所有细胞利用；少部分在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质、脂质的原料而被利用。

（1）在光照下水被分解释放氧气，同时将蓝色的DCIP（氧化型）还原为无色的DCIP（还原型），模拟了叶绿体光合作用中反应阶段的部分变化，其反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定氧气的释放速率得到。给叶绿体照光，水光解生成H+、O2和电子。此时，向体系中供给无机磷、ADP和NADP+，O2和电子将NADP+还原为NADPH，无机磷和ADP在酶的催化作用下生成ATP，故体系中会产生NADPH和ATP。

（2）①由对照组、实验组一和实验组二可知，在相同温度条件下，不同湿度下的光合速率为11.1~22.1mg CO2·dm-2·h-1，说明相对湿度改变时光合速率变化较大；由实验组二、实验组三和实验组四可知，在相同湿度条件下，不同温度下的光合速率为20.7~23.7mg CO2·dm-2·h-1，说明温度改变时光合速率变化较小。由此可推测中午时湿度对小麦光合作用速率的影响比温度大。

②与实验组二、三相比，实验组四的环境温度未达到光合作用的适宜温度，若适当提高实验组四的环境温度能提高小麦的光合速率。