Question

水蕴草是多年生草本沉水植物。图乙表示其细胞气体交换情况，图丙表示光照强度与光合速率的关系。

（1） 图乙中光反应的具体部位字母及名称是[  ]____ ，暗反应中的能量变化是_____   。

（2）如图甲，若适当缩短光源与实验装置的距离，则单位时间内放出的气泡数量将_______ (填“增加”、“减少”或“不变”)。

（3） 水蕴草的叶肉细胞处于图乙状态时，对应图丙中的区段是________。

（4）图丙中限制A～C段光合速率的主要因素是________。

（5）将水蕴草放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，结果如下表所示：

温度(℃)	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2(mg/h)	1.00	1.75	2.50	3.15	3.75	3.53	3.00
黑暗下释放CO2(mg/h)	0.50	0.75	1.25	1.75	2.25	3.00	3.50

在昼夜不停的光照下，该植物生长的最适宜温度是________，在35 ℃时，该植物每小时实际光合作用CO₂消耗速率是________mg/h。

（6）20世纪50年代，卡尔文为研究光合作用的过程，将小球藻装在一个密闭玻璃容器中，通过一个通气管向容器通入CO₂，通气管上有一个开关，可控制CO₂的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关来控制光照的有无。

①卡尔文通过停止________________来探究光反应和暗反应的联系，他得到的实验结果是下图中的________________。

②卡尔文通过停止_________________来探究光合作用过程中固定CO₂的化合物，这时他发现C₅的含量快速升高，由此找到了固定CO₂的物质。

Answer

（1）[ a ] 类囊体薄膜 ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能

（2）增加

（3）B点以后

（4）光照强度

（5）25℃ 6.5

（6）①光照 A ②CO2的供应

【解析】

试题分析：

（1）由图乙可以看出，a表示叶绿体的类囊体，在此进行光反应；b表示叶绿体的基质，在此进行暗反应；在光反应过程中，色素吸收光能，然后将光能转化成ATP中活跃的化学能；在暗反应过程中，ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。

（2）图甲是验证光照强度对光合作用的影响，以氧气的释放量作为观察指标。当缩短光源与实验装置之间的距离时，光照强度增强，光合作用增强，水蕴草放出的气泡数量增多。

（3）图乙细胞叶绿体需从细胞外吸收二氧化碳和释放氧气，表明光合作用速率大于呼吸作用速率，对应图丙曲线中B点以后。

（4）图丙中，在光照强度为C点之前，光合作用强度随着光照强度的增强而增强，说明此区段光照强度是光合作用的主要限制因素。

（5）本题的实验变量有两个：温度和有无光照，而做出本题的关键是要理解光照下吸收CO2数值表示净光合作用速率，黑暗中释放CO2表示呼吸作用速率。然后比较表格中的数字，根据数据的变化特点可以得出呼吸速率随着温度的升高而增强，而净光合速率随着温度的不断升高出现先增强后下降的趋势，25℃达到最大值，所以昼夜不停地给予光照，该植物生长的最适宜温度是25℃。在35℃光照下植物吸收的CO2为3.00，而在黑暗中释放的CO2为3.50，该植物每小时实际光合作用速率为呼吸速率+净光合作用速率=3.0+3.5=6.5（mg/h）。

（6）①C5的含量快速升高，可能是生成的过程（三碳化合物还原）正常进行，消耗的过程（二氧化碳固定）受到抑制。光反应为暗反应提供ATP和[H]，通过停止光照，探究光反应和暗反应的联系，这样三碳化合物还原不能进行，但二氧化碳固定过程正常进行，使得C5减少、C3增多，如图A。②卡尔文通过停止CO2的供应来探究光合作用过程中固定CO2的化合物，这时他发现C5的含量快速升高，由此找到了固定CO2的物质。

考点：本题综合考查了光合作用的过程和细胞呼吸的相关知识，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。