Question

（12分）研究人员利用密闭玻璃容器探究环境因素对光合作用的影响，下面两个图是在温度适宜、CO₂浓度为0.03%的条件下测得的相关曲线。回答下列问题：

（1）叶绿体中吸收光能的色素中含量最多的是                ，这些色素吸收光能的两个用途是                              。

（2）图甲中a点时叶肉细胞中产生ATP的场所是        ，若在CO₂浓度为1%条件下进行实验，则图甲中曲线与横坐标的交点（b）位置移动情况是            。

（3）得到图乙曲线的实验中，给植株光照时间共有          h，其中有光照且光照强度一定保持不变的时间段有         （用字母回答），限制EF段的主要环境因素为          。当图中S₁、S₂和S₃的面积关系为         时，说明实验结束后植株的干重增加了。

（4）在图甲实验的环境条件下，若每天光照8小时，则平均光照强度至少要大于     klx时，植株才能够正常生长。

Answer

（12分）

（1）叶绿素a（1分） 水的分解和ATP的合成（1分）

（2）线粒体和细胞质基质（1分） 向左移动（1分）

（3）14（1分） AB和CD（1分） CO2浓度（2分） S2>S1+S3（2分）

（4）6（2分）

【解析】

试题分析：（1）叶绿体中吸收光能的色素中含量最多的是叶绿素a。这些色素吸收的光能有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]；二是在有关酶的催化作用下，促成ADP和Pi发生化学反应，形成ATP。

（2）图甲中a点时，光照强度为零，说明植物只进行呼吸作用，所以，产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。图甲中b点时，O2产生速率为零，说明此时呼吸作用强度等于光合作用强度；若将CO2浓度由0.03%提高到1%，光合作用增强，要保证呼吸作用强度与光合作用强度相等，需降低光照强度，所以b点向左移动。

（3）对比甲乙两图可知，图乙中A点开始进行光合作用，G点时光合作用消失，所以得到图乙曲线的实验中，给植株光照时间共有14h。图乙中的AB和CD段，O2产生速率分别为-1和1，结合图甲可确定它们所对应的光照强度非常弱，分别为1 klx和3klx，所以有光照且光照强度一定保持不变的时间段有AB段和CD段。图乙中的EF段，O2产生速率为5，所对应的光照强度为图甲中的7～9，而在图甲中，光照强度为7～9 klx的范围内，O2产生速率不再随光照强度的增加而增加，说明光照强度不是限制光合作用强度的环境因素，所以限制EF段的主要环境因素为CO2浓度。若植株的干重增加，说明到实验结束时，有有机物积累；图中的S1和S3表示夜间及光照强度较弱时消耗的有机物， S2表示白天光照较强时积累的有机物，所以当图中S1、S2和S3的面积关系为S2>S1+S3时，说明实验结束后植株的干重增加了。

（4）在图甲实验的环境条件下，每天在光照的8小时内，光合作用实际合成的有机物的量大于一昼夜呼吸作用消耗的有机物的量，植株才能够正常生长。分析图甲可知，纵坐标表示净光合速率，每小时呼吸作用消耗O2量即呼吸速率为2mmol/h，则一昼夜呼吸作用消耗O2量为2mmol/h×24h=48mmol。若每天光照8小时，则平均每小时O2的实际产生量即实际光合速率应大于48/8=6(mmol/h) 时，植株才能够正常生长。依据净光合速率=实际光合速率－呼吸速率，可解得净光合速率=4(mmol/h)，所对应的光照强度为6klx。

考点：本题考查光合作用、影响光合作用的环境因素、光合作用与细胞呼吸的关系的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能从题图中提取有效信息并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结论的能力。