Question

【题目】菰的茎基部膨大可作蔬菜食用，称茭白。甲图表示菰叶肉细胞中的部分结构，①～⑥表示物质；乙图示科学家对菰的光合作用特性进行研究所测得的结果。其实验方法如下：将菰的倒数第三片功能叶片在不同温度和光照强度下进行离体培养，利用红外CO2分析仪分析CO2的变化，并将所测得的结果记录在乙图中。

进一步研究发现：在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中，让基粒类囊体膜腔的pH值下降至4，然后将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中（如下图）。一段时间后，有ATP产生。

【1】提取菰叶肉细胞中叶绿体色素时，为防止叶绿体色素被破坏需要加入的化学试剂是________；叶绿体中的叶绿素主要吸收 ________________。

【2】若供给植物CO2后的60秒内，相隔不同时间取样，杀死细胞并分析细胞代谢产物，发现7秒后的代谢产物多达12种，而5秒内的代谢产物主要是一种物质，该物质最可能是甲图中的________（用图中编号表示）。

【3】根据乙图判断：当温度为________时，菰叶片的光合作用速率和呼吸作用速率相同；35 ℃时菰叶片的实际光合速率约为________μmol·m－2·s－1。

【4】研究发现：一天中，菰叶片细胞间隙中CO2的浓度和净光合速率的值呈现出负相关性，请简要解释出现这种现象的原因：_______________________________________。

【5】上述实验结果表明：基粒类囊体合成ATP的原因是___________。据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是_____________________。

Answer 1

【答案】

【1】 CaCO3 红橙光和蓝紫光

【2】②

【3】 3℃、50℃ 24.5

【4】净光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在叶片间隙中（外界环境中）的二氧化碳浓度就越低

【5】 膜内外存在H＋梯度（H＋浓度差）使水分解产生H＋ 使类囊体膜内外之间产生H＋梯度（H＋浓度差）

【解析】

【1】提取叶绿体色素时，需要加入CaCO3，防止叶绿素被破坏。叶绿体中的叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

【2】植物吸收CO2后，在叶绿体基质中首先与C5结合形成C3，所以最早含有的物质是C3，即图中②。

【3】净光合速率等于零时，光合作用速率和呼吸作用速率相同，即温度为3℃、50℃时，菰叶片的光合作用速率和呼吸作用速率相同。35C时菰叶片的实际光合速率是净光合速率与呼吸速率之和，即20+4.5=24.5μmol·m－2·s－1。

【4】由于净光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，所以留在叶片间隙中（外界环境中）的二氧化碳浓度就越低，叶片细胞间隙中CO2的浓度和净光合速率的值呈现出负相关性。

【5】在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中，让基粒类囊体膜腔的pH值下降至4，然后将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中，一段时间后，有ATP产生，说明膜内外存在H＋梯度差是基粒类囊体合成ATP的原因。光合作用中，光能的作用是使水分解产生H＋，使类囊体膜内外之间产生H＋梯度。