Question

沙棘能在我国干旱、水土流失严重的黄土高原地区生长，有显著的保持水土、改善生态环境的功能，科研人员针对沙棘的代谢进行了如下研究实验。

（1）为探究沙棘生长的最佳光照温度，科研人员设计了这样的实验：取若干沙棘植株，平均分成7组，分别放在O₂充足的密闭玻璃容器中。实验开始时测定容器中CO₂的浓度，12小时后再次测定容器中CO₂的浓度。实验结果如下表：

①实验中第1组12小时后CO₂浓度升高的原因是                   。

②如果将沙棘植株按照上述实验条件培养12小时，再在黑暗条件下培养12小时，则第         组实验的沙棘有有机物积累。

（2）科研人员还利用“间隙光”来测定沙棘的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替进行12小时，并用灵敏传感器记录环境中O₂和CO₂的变化，实验结果部分记录如下图所示。

①据实验结果部分记录图分析，黑暗开始后CO₂吸收速率稳定一段时间后迅速下降，该段时间内                   （填“C₃”或“C₅”）的含量增加。

②与连续光照6小时，再连续黑暗处理6小时相比，“间隙光”处理的光合效率          （填“较高”“相等”或“较低”）。图中两条曲线所围成的面积S₁           （填“大于”“等于”或“小于”）S₂。

Answer

（1）细胞呼吸产生CO2 3、4、5、6、7

（2）C3 较高 等于

【解析】

（1）光照强度为0，所以植物进行细胞呼吸产生二氧化碳，二氧化碳浓度升高；从第一组可以看出植物的12小时呼吸作用释放二氧化碳为0.368-0.35=0.018。若光照12小时，二氧化碳消耗多于0.018，则有机物有积累。从表格看出，第3、4、5、6、7都符合条件。

（2）黑暗状态下光反应停止，【H】和ATP含量下降，C3消耗减少，C3增多。“间隙光”光合效率高于连续光照6小时，再连续黑暗处理6小时。由于【H】和ATP能够及时的利用和再生。当光合作用处于平衡状态下时，二氧化碳的吸收等于氧气的释放量。光照开始时，氧气的释放量大于二氧化碳的吸收量，会产生多余的【H】和ATP。S1的面积代表这个。黑暗开始时，氧气释放量下降，二氧化碳吸收速率先不变后下降，将【H】和ATP消耗完。相当于S2。所以面积相等。

【考点定位】光合作用

【名师点睛】光反应与暗反应的区别与联系

项目

光反应

暗反应

条件

需色素、光、酶

不需色素和光，需要多种酶

场所

叶绿体的类囊体薄膜

叶绿体基质

物质转化

①水光【解析】
2H2O4[H]＋O2

②ATP的合成：ADP＋Pi＋光能酶ATP

能量转换

光能→电能→ATP中活跃的化

学能

ATP中活跃的化学能→（CH2O）

中稳定的化学能

关系