Question

请回答下列与光合作用和细胞呼吸有关的实验问题：

（1）实验一：科研人员从小鼠细胞中分离出线粒体，并将其放入测定仪内的生理盐水中保持活性，然后按图示顺序向生理盐水中依次加入相应物质，其中X物质不包括还原氢，从加入线粒体开始测定O₂消耗速率，结果如图一。请据图分析：X物质表示________，图示4个区间(①～④)中，线粒体内有水生成的区间是________，一定有CO₂产生的区间是________。

（2）实验二：通过通气管向密闭容器中通入¹⁴CO₂，密闭容器周围有充足且适宜的光源，如图二所示，当反应进行到0.5 s时，发现¹⁴C出现在一种三碳化合物(C₃)中，当反应进行到5 s时，发现¹⁴C还出现在一种五碳化合物(C₅)和一种六碳糖(C₆)中，该实验是通过控制____________来探究CO₂中碳原子转移路径的。在该实验中，如果发现0.5 s时C₅的含量较高，若要降低其含量，可改变的实验条件是_________________。

（3）AMP-PCP能与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合，科研人员用AMP-PCP溶液处理菜豆叶片，测定其光合速率，结果如图三所示。由图可知，随着AMP-PCP浓度增大，叶片的净光合速率_________ ，推测原因是AMP-PCP限制了ATP 运输到_________，导致气孔开放程度下降，从而抑制了光合作用的__________反应。要验证上述推测是否正确，可用__________溶液处理菜豆叶片作为实验组，以___________处理菜豆叶片作为对照进行实验，测定叶片的气孔开放程度和净光合作用速率。若实验组的气孔开放程度和净光合速率均_________对照组，则证明上述推测成立。

Answer

丙酮酸 ①②③④ ③ 反应时间 减弱光照或适当增加CO2的供应 降低 细胞外 暗 ATP​​ 蒸馏水 大于

【解析】试题分析：有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和还原氢，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水。根据题意和题图分析，该实验的自变量是AMP-PCP溶液的浓度，因变量是净光合速率，影响光合作用的因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。

（1）线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸，因此图中加入的X物质是丙酮酸。还原氢与氧气结合形成水，①②③④都有氧气消耗，故都生产了水。在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应，产生CO2，第③区段加入了丙酮酸，故该区间一定有CO2产生。

（2）当反应进行到0.5s时，发现14C出现在一种三碳化合物（C3）中．当反应进行到5s时，14C还出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，由此可见，该实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径．暗反应的反应式为， C5，因此0.5s时要想降低C5的含量，可降低光照或适当增加二氧化碳的供应，因为降低光照可以减少ATP、NADPH的生成量，从而抑制C3的还原，使C5的含量有所降低；若适当增加二氧化碳的供应，会促进二氧化碳固定的发生，同样也可以使C5的含量有所降低。

（3）据图分析，随着AMP-PCP浓度增大，叶片的净光合速率逐渐降低，原因可能是AMP-PCP能与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合，限制了ATP 运输到细胞外，导致气孔开放程度下降，导致光合作用的暗反应中的二氧化碳供应不足，抑制了暗反应的进行，要验证推测是否正确，可用ATP溶液溶液处理菜豆叶片，以蒸馏水作为对照试验，测定叶片的气孔开放程度和净光合作用速率．如果实验组的气孔开放程度和净光合速率均大于对照组，则推测正确。