Question

下列表示的是某成熟植物细胞代谢的某些过程，请根据题意回答问题。（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器）。

（1）该植物细胞发生渗透吸水的外在条件是___________________________________。

（2）与光合作用有关的色素存在于细胞器_________（用字母表示），分离色素的方法是____。

（3）图中⑤代表的物质其分子结构简式是_____________________。

（4）将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条件和结果如图乙所示（数据均在标准状况下测得），据此回答：

在25℃、2klx光照条件下，该植物10小时光合作用积累的葡萄糖____________mg，若此时降低外界CO₂的浓度，细胞质ATP、[H]含量会___________，在一定的温度范围内，温度改变也会影响此植物的光合作用。请以该种植物为实验材料，设计实验验证温度对该植物净光合作用的影响。_____________________（要求简要写出实验思路和预期结果）

Answer

细胞液（a）中浓度大于外界溶液浓度 b 纸层析法 A―P～P～P 300mg 增加 将该植物随机均分为两组，编号为甲、乙；甲放入15℃密闭的容器中，乙放入25℃密闭的容器中，两组给予相同且适宜浓度的CO2，在3千勒克司光照条件下培养；每隔1小时，用红外测量仪测量容器中CO2含量的变化。预期可能的实验结果甲组密闭容器中CO2变化量小于乙组。

【解析】

根据题意和图示分析可知：

1、在甲图中细胞器b吸收光照，将①②转变成葡萄糖，可推知：细胞器b是叶绿体，①是水分子、②是二氧化碳；同时可以推知：细胞器a具有调节渗透压的功能，是液泡；K+在⑤协助下进入细胞中，可推知⑤是能量；葡萄糖变成④，并加入c与③生成⑤⑥，可推知：细胞器c是线粒体、③是氧气、④是丙酮酸、⑥是二氧化碳。

2、据图乙分析，纵坐标上二氧化碳的吸收量表示净光合作用吸收二氧化碳的量，在光照强度为0kLx时，曲线与纵坐标相交点表示呼吸作用强度。真正光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，积累葡萄糖的量=净光合作用生成葡萄糖的量。

（1）细胞器a具有调节渗透压的功能，是液泡。植物细胞发生渗透吸水的外在条件是细胞液（a）中浓度大于外界溶液浓度。

（2）绿色植物进行光合作用的细胞器是叶绿体，细胞器b是叶绿体。分离色素时，用纸层析法，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快。

（3）图中⑤代表的物质是ATP，其分子结构简式是A―P～P～P。

（4）若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在25℃、2千勒克司光照条件下，求该植物在充分光照下10小时总共积累葡萄糖，这道题要求的是净光合作用量。由于图乙中纵座标中的数值为净光合作用量，所以就可以由图中数据直接推算。22.4mL二氧化碳换算为1mmol二氧化碳，根据光合作用反应式可知，产生的葡萄糖为1/6mmol，换算后应为10×1/6×180=300mg。

降低外界CO2的浓度，光合作用中二氧化碳固定生成C3含量降低，C3还原利用ATP、[H]减少，光反应生成ATP、[H]不变，所以细胞质中ATP、[H]含量会增加。

验证温度对该种植物净光合作用的影响实验，自变量是温度，因变量是植物净光合作用强度，无关变量是光照强度、CO2浓度等。实验可设置成15℃、25℃两组温度，将两组植物分别放入密闭的容器中，给与相同且适宜浓度的CO2，在3千勒克司光照条件下培养，每隔1小时，用红外测量仪测量容器中CO2含量的变化。预期可能的实验结果是在15℃条件下培养的植物密闭容器中CO2变化量小于25℃，从而证明了在一定的温度范围内，温度改变会影响此植物的光合作用。