Question

卡尔文循环过程如图1所示，探究各种环境因素对光合作用的综合影响结果如图2所示。请分析回答：

   

（1）图1过程在叶绿体的________中进行，RuBP的组成元素是________，和RuBP结合产生3-磷酸甘油酸的过程________（需要（不需要）消耗ATP。

（2）图1中的物质①可以为3-磷酸甘油酸的还原提供________，每生成1分子物质④需要经过________轮卡尔文循环，此时有________分子物质③用于RuBP的再生。

（3）图2中的自变量为________，限制A点光合速率的主要因素是________；若由A点条件变为B点条件，则短时间内3-磷酸甘油酸的生成速率________（增大/减小/基本不变）；若由B点条件变为C点条件，则短时间内3-磷酸甘油酸的生成速率________（增大/减小基本不变）。

Answer

基质 C、H、O、P 不需要 氢和能量 3 5 光强度、温度、浓度 光强度 增大 基本不变

【解析】

光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。

（1）光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、化合作用的酶。具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢。②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP。此过程将光能变为ATP活跃的化学能。

（2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物。②三碳化合物的还原，三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物。此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。光反应为暗反应提供了[H]和ATP，[H]和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物。

（1）图1过程为光合作用暗反应阶段，发生在叶绿体的基质中，RuBP 是1,5二磷酸核酮糖，故其组成元素是C、H、O、P， 和RuBP结合产生3-磷酸甘油酸的过程不需要消耗ATP。

（2）图1中的物质①是NADPH，可以为3-磷酸甘油酸的还原提供氢和能量，每生成1分子物质④三碳糖需要经过3轮卡尔文循环，此时有5分子物质③用于RuBP的再生。

（3）分析图2可知，自变量有光强度、温度、浓度，因变量是光合速率。A点时随着光照强度增加，光合速率增强，故限制A点光合速率的主要因素是光强度；由A点条件变为B点条件，光合速率增强，故短时间内3-磷酸甘油酸的生成速率增大；由B点条件变为C点条件，光合速率基本不变，故短时间内3-磷酸甘油酸的生成速率基本不变。