Question

光合作用是生物界获得能量、食物和氧气的根本途径。因此，深入探讨光合作用的规律，揭示光合作用的机理，使之更好地为人类服务愈加显得重要和迫切。以下为研究光合作用的相关实验。

Ⅰ．为研究大棚内CO₂浓度对某种植物光合作用的影响，在自然种植和人工一次性施加CO₂的条件下测得该种植物的光合速率变化曲线如图。

（1）由图可知，人工一次性施加CO₂最佳时间为____________时

（2）17时叶肉细胞内产生ATP部位是__________________。

（3）7~8时，____________是限制光合速率的主要环境因素。

Ⅱ．在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH=4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析推测，光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H⁺浓度较______（填“高”或“低”），H通过______方式从类囊体膜内运到膜外。植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示，据图分析，物质A为______，物质B为______，图示的能量转化过程为光能→____________→活跃的化学能。

Answer

8 叶绿体、 线粒体、 细胞质基质 光照强度 高 协助扩散（或被动运输） O2 运输H＋的载体（载体蛋白） 电能

【解析】

1.根据题意和图示分析可知：图示为自然种植的大棚和人工一次性施加CO2的大棚内某植物光合速率变化曲线，从8点～13点，人工一次性施加CO2的大棚内油桃光合速率快于自然种植的大棚。

2.植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原。

（1）从8点开始，人工一次性施加CO2的大棚内油桃光合速率快于自然种植的大棚，说明人工施加CO2的最佳时间是8时。

（2）17时叶肉细胞积累有机物为正值，故产生ATP的部位有细胞质基质、叶绿体和线粒体。

（3）早上由于光照强度低，故7-8时限制光合速率的主要环境因素是光照强度。

（4）光照条件下光合作用光反应阶段水的光解发生在类囊体腔，故腔内H+浓度较高，据图分析H通过协助扩散方式从类囊体膜内运到膜外，物质A是光反应的产物，从叶绿体释放出来为O2，物质B是参与H+运输的载体，光反应能量转化过程为光能转化为电能再转化为活跃的化学能。