Question

在适宜的光照条件下，向某一密闭环境通入¹⁴CO₂。并改变其浓度，测定不同时间叶片中葡萄糖、C₅和C₃三种化合物中¹⁴C的变化情况，实验结果如下图。请分析并回答下列问题：

（1）在暗反应阶段中¹⁴C的转移途径是___________。这个过程需要光反应为它提供___________，第15min时， CO ₂浓度由0．003%变化到1%， 它们的含量变化为___________。

（2）图中曲线a、b、c分别表示___________的含量变化。

（3）在0~5分钟内，曲线a、b中的¹⁴C量保持不变，造成两条曲线平行的原因是___________。请比较在0~20分钟内该叶片光合作用和呼吸作用大小并说明原因___________。

（4）对大多数植物来说，过高或过低的光照强度都不利于其生长，原因是___________。

Answer

14CO2→14C3→（14CH2O） [H]、ATP [H]和ATP都减少 C3、C5、葡萄糖 光反应阶段与暗反应阶段速率保持动态平衡 光合作用大于呼吸作用，原因是整个过程中叶片中的葡萄糖的含量一直在增加，说明植物叶片的光合作用一直大于呼吸作用 光照强度过低，限制了光合作用的正常进行，从而不利于干物质积累；光照强度过高，破坏相关色素以及直接或间接影响光合作用相关蛋白质的活性

【解析】

1.光合作用的具体的过程：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光【解析】
2H2O4[H]+O2 b．ATP的生成：ADP+Pi+光能ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2 +C5 2C3 b．三碳化合物的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O

2.影响光合作用的环境因素。
（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

（1）卡尔文循环过程中，C元素的转移途径是14CO2→14C3→（14CH2O），暗反应需要光反应为它提供[H]、ATP，15min时CO2浓度升高，C3增加，会消耗掉更多的[H]、ATP，从而导致[H]、ATP减少。

（2）第5min时CO2浓度下降，消耗的C5减少，生成的C3减少，从而使C5增加，C3减少，所以a是C3，b是C5，整个过程中葡萄糖一直在增加，所以c是葡萄糖。

（3）在0~5分钟内，光反应阶段与暗反应阶段速率保持动态平衡，使曲线a、b中的14C量保持不变。由于整个过程中葡萄糖一直在增加，所以光合作用一直都大于呼吸作用。

（4）光照过低时，光反应减慢，限制了光合作用的速度从而使光合作用速度下降，而光照过强时，可能会破坏相关色素以及直接或间接影响光合作用相关蛋白质的活性从而不利于进行光合作用。