Question

下图表示某种植物在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线。请分析回答：

（1）适当遮光可使该种植物对红光和蓝紫光的吸收能力增强，其原因可能是叶绿体___________上的色素____________含量增加。如果要验证叶片色素含量的变化情况，可先用无水乙醇（或丙酮）提取叶片色素，为防止色素破坏，需加入___________。

（2）导致曲线Ⅲ净光合速率明显偏低的主要原因是__________________，此时光反应产生的___________少，影响暗反应。该植物M点时产生ATP的细胞结构有_________________________。

（3）曲线I与曲线Ⅱ相比，植株I的干重___________，其最可能的原因是12：30左右Ⅱ植株____________________造成的，此时叶绿体内C₃和C₅的含量变化是__________________________________。

（4）在曲线Ⅲ中c点，叶肉细胞中氧气的扩散方向是_____________，在供给该植物H₂^l8O较长时间后，叶肉细胞线粒体内能够检测出含¹⁸O的物质有________________________________（写出3种）。

Answer

（1）类囊体薄膜（类囊体） 叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） 碳酸钙

（2）光照强度较弱 [H]和ATP 叶绿体、线粒体、细胞质基质

（3）较大 气孔关闭 C3减少，C5增多

（4）部分扩散到线粒体，部分扩散出细胞 丙酮酸、H2O、O2、CO2（写3种即可）

【解析】

试题分析：

（1）叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上。叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）主要吸收红光和蓝紫光的。提取绿叶中的色素时，为防止色素遭到破坏，需加入碳酸钙。

（2）曲线Ⅲ对应的遮光率为80%，所以导致其净光合速率明显偏低的主要环境因素是光照强度较弱，此时光反应产生的[H]和ATP较少，影响暗反应的进行。该植物在M点时净光合速率为0，即实际光合速率等于呼吸速率，此时产生ATP的细胞结构有叶绿体、线粒体、细胞质基质。

（3）题图显示：曲线I的净光合速率大于曲线Ⅱ，因此植株I的干重较大。曲线Ⅱ表示在不遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线，在12:30左右Ⅱ植株的净光合速率显著下降，可能的原因是：光照强度过大，Ⅱ植物的蒸腾作用过强，引起气孔关闭，吸收CO2减少，导致暗反应的CO2固定过程减弱，此时叶绿体内C3减少，C5增多。

（4）曲线Ⅲ中c点，净光合速率大于0，说明实际光合速率大于呼吸速率，此时叶肉细胞中氧气的扩散方向是：部分扩散到线粒体，部分扩散出细胞。供给该植物H2l8O，被该植物吸收后，可在线粒体中参与有氧呼吸的第二阶段，生成C l8O2，生成的Cl8O2扩散至叶绿体中参与暗反应生成C6H12l8O6，生成的C6H12l8O6可在细胞质基质中被分解成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体进一步被氧化分解；在光合作用的光反应阶段，H2l8O在光下分解产生l8O2，l8O2扩散至线粒体中参与有氧呼吸的第三阶段生成H2l8O。综上所述，在供给该植物H2l8O较长时间后，叶肉细胞线粒体内能够检测出含18O的物质有丙酮酸、H2O、O2、CO2。

考点：本题考查光合作用、呼吸作用的相关知识，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，能从题图中获取相关的生物学信息，并能结合这些信息，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。