Question

某科学研究小组利用小球藻为实验材料做了下列三个实验

（1）实验一：如图一装置，通过通气管向密闭容器中通¹⁴CO₂，密闭容器周围有固定的充足且适宜的光源。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，该实验是通过控制______________来探究CO₂中碳原子的转移路径的。在该实验中，如果发现0．5s时C₅的含量较高，若降低其含量，可改变的实验条件是______________（答两点）。

（2）实验二：用高速离心法破坏叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来。然后再用离心法去掉类囊体薄膜。黑暗条件下，在去掉类囊体薄膜的基质中加入ATP、NADPH和¹⁴CO₂，结果在这种基质中检出含¹⁴C的光合产物。光合作用中类囊体薄膜的作用是_____________。在基质中加入ATP、NADPH等物质的作用是_____________。如果不加入上述物质而只给予光照，反应能否进行?______________。

（3）实验三：某同学将小球藻放在加有适宜培养液的大试管中，以人工白炽灯作为光源，先将试管与白炽灯之间距离定为a，每隔一段时间移动改变白炽灯与大试管的距离，测定在不同距离下小球藻释放气泡的速率（其他环境条件适宜且保持不变），结果如图二所示。本实验探究的问题是_____________。c点时可能的限制因素是_______________。a点时不释放气泡，该同学认为a点时小球藻不进行光合作用，你认为他的观点正确吗______________?简述你的判断依据______________。

Answer

反应时间 降低光照或适当增加二氧化碳的供应 光反应场所（或为暗反应提供ATP、NADPH） 还原三碳化合物（为C3的还原提供能量和还原氢） 不能 光照强度对光合作用强度的影响 叶绿体中光合色素含量、酶的数量等 不正确 a点时不释放氧气，可能是其光合作用产生的氧气全部被自身呼吸作用所消耗，没有气泡释放

【解析】

1。光合作用是在光照条件下，叶绿体利用二氧化碳和水合成有机物和氧气，同时将光能转变成化学能，储存在有机物中；光是光合作用的必要条件。

2。光合作用分为光反应和暗反应两个阶段：光反应为暗反应提供还原氢和ATP；暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。

（1）分析图一装置可知，小球藻在14CO2光照条件下进行光合作用且光照充足且适宜。根据题中描述“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，”可知该实验的自变量是反应时间，因变量为碳原子的转移路径，所以本实验的目的是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径的。在该实验中，想要降低 C5的含量，可以减弱光反应或增强CO2的固定，所以可改变的实验条件是降低光照或适当增加二氧化碳的供应。

（2）黑暗条件下，在去掉类囊体薄膜的基质中加入ATP、NADPH和14CO2，结果在这种基质中检出含14C的光合产物，是因为光合作用中类囊体薄膜的作用是光反应场所，可以为暗反应提供ATP和NADPH。ATP和NADPH用于三碳化合物的还原过程，分别为三碳化合物的还原提供能量和还原氢，所以如果不加入上述物质而只给予光照，反应不能进行。

（3）根据题意可知，实验三中自变量为试管与白炽灯之间的不同距离，二者之间的距离直接影响光照强度，因变量为小球藻释放气泡的速率，小球藻释放气泡的速率可以用来表示光合作用强度，所以本实验的目的是探究光照强度对光合作用强度的影响。c点时可能的限制因素是叶绿体中光合色素含量、酶的数量等。a点时不释放氧气，并不是植物不进行光合作能够用，可能此时光合作用强度等于呼吸作用强度，其光合作用产生的氧气全部被自身呼吸作用所消耗，所以没有气泡释放。