Question

某科研人员将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器中，在不同的光照条件下，测定该容器内O₂量的变化，实验结果如图所示。分析回答下列问题：

(1) A点突然增加光照，则C3的合成速率将________。

(2)若向密闭容器中加入¹⁸O标记的O₂，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到含¹⁸O的有机产物。请写出¹⁸O最短的转移途径(用物质和箭头表示)：______________________________

(3)如果小麦叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15min内，小麦叶片光合作用的平均速率(用O₂产生量表示)是__________________。同一小麦植株的底部叶片细胞呼吸强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是______________________。

(4)当光照强度为A时，叶肉细胞中产生ATP的场所有_______________________。光照参与光合作用的光反应，一定范围内，光照强度越大，光反应产生的_____________________越多。

(5)提取和分离叶肉细胞的色素时，实验操作不当则不能得到预期的实验结果，最可能导致滤纸条上没有色素带的错误操作是_____________。

(6)左图表示某植物的非绿色器官的CO₂释放量和O₂吸收量的变化，氧含量为__________时，只进行有氧呼吸；右图表示某植物在不同光照强度下，单位时间内CO₂释放量和O₂产生总量相对变化，光照强度为________时，光合作用与细胞呼吸的强度相等。（关键环节考核）

(7)图中，若光照强度为8 klx，光照时间为12小时，白天温度为25℃，夜晚为15℃，则相应面积的该草场全天积累的葡萄糖为__________mg。

Answer

增大 18O2→H218O→C18O2→ (CH218O) 6×10－8 mol/min 底部叶片衰老，酶活性降低 细胞质基质 、线粒体和叶绿体 NADPH、ATP和氧气 滤液细线触及层析液 d c 450

【解析】

分析图1：在0～5min内，叶肉在黑暗条件下，植物只进行呼吸作用，所以该容器内氧气量减少的原因是呼吸作用消耗氧气。此实验装置是一个密闭的容器，在5～15 min内，光照强度不变，随着光合作用进行，密闭容器内的CO2浓度逐渐减少，即光合作用暗反应速率减弱，所以光反应产生氧气的速率逐渐减小。

分析图2（左图）：植物的非绿色器官既可以进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸，当细胞只进行无氧呼吸时，只有CO2释放量没有O2吸收量，当只进行有氧呼吸时，CO2释放量=O2吸收量，当CO2释放量>O2吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸；分析图3（右图）：a点时只有细胞呼吸没有光合作用，b点时光合作用强度小于细胞呼吸强度，c点时光合速率=呼吸速率，d点时光合速率>呼吸速率。

（1）A点时突然增加光照，则光反应产生的[H]和ATP增加，暗反应过程加快，C3合成速率增大。

(2)若向密闭容器中加入18O标记的O2，O2参与有氧呼吸第三阶段合成H218O，H218O参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2，C18O2参与光合作用暗反应阶段生成（CH218O）。

（3）如果小麦叶片的呼吸速率始终不变，测定的氧气产生量，是植物的净光合产生的氧气量，即净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸作用速率。5～15 min内，小麦叶片光合作用的平均速率即为总光合作用速率，1/5+（8-4）/10×10-7=6×10-8 mol/min；同一小麦植株的底部叶片细胞呼吸强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是底部叶片衰老，酶活性降低。

(4)当光照强度为A时，叶肉细胞既进行光合作用又进行细胞呼吸，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质 、线粒体和叶绿体。光照参与光合作用的光反应，一定范围内，光照强度越大，光反应产生的NADPH、ATP和氧气越多。

(5)提取和分离叶肉细胞的色素时，实验操作不当则不能得到预期的实验结果，最可能导致滤纸条上没有色素带的错误操作是滤液细线触及层析液，使色素溶解在层析液中。

(6)当某植物的非绿色器官细胞只进行有氧呼吸时，细胞耗氧量等于二氧化碳产生量，即氧含量为左图的柱状图中的d时；右图中当植物细胞的光合作用与细胞呼吸的强度相等时，即光合作用产生的O2量与呼吸作用释放的CO2量相等，对应右图中的c点时光照强度。

(7)图中，若光照强度为8 klx，光照时间为12小时，白天温度为25℃，光合作用O2释放量即表示光合作用净量为50mg/h，夜晚为15℃，呼吸作用耗O2量为10mg/h，则相应面积的该草场全天积累的O2量=12×50-10×12=480mg，则积累的葡萄糖为450mg。