Question

小球藻是一种真核单细胞绿藻，科学家利用小球藻完成了相关的实验。实验示意图如图：

（1）将图Ⅰ中两组试管同时置于充足的光照条件下，甲、乙组小球藻细胞内光合作用过程中首先利用¹⁸O的场所分别是____________________________。

（2）光照一段时间后，甲、乙两组均停止二氧化碳供应，再将其同时置于黑暗条件下，此时产生的气体A、B中含¹⁸O的是______(填“A”“B”或“A、B”)。

（3）将含小球藻的试管甲单独取出，用白炽灯作为光源，先将试管甲与白炽灯之间的距离定为a，每隔一段时间改变白炽灯与试管间的距离，测定在不同距离下小球藻产生气泡的速率(其他环境条件适宜且保持不变)，结果如图Ⅱ所示。

①本实验中探究的是_________(填环境因素)对光合速率的影响；c点气泡产生速率不再变化的限制因素可能是________________________________。

②a点与b点的干重相比，谁更大?__________，理由是____________________。

Answer

叶绿体基质、类囊体薄膜 A、B 光照强度 叶片光合色素含量、酶的数量等 b 点 a 点时小球藻光合作用强度等于呼吸作用强度，没有有机物的积累，b点时有积累，因此 b 点的干重大于 a 点

【解析】

1、光合作用是指植绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

2、同位素标记法：同位素具有放射性，科学家通过仪器追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程，这种方法叫同位素标记法，氧的同位素18O，分别标记水和二氧化碳，使它们分别成为H218O和C18O2。

3、图Ⅱ该实验是探究光照强度对光合作用的影响。自变量为光照强度，可以用光源与装置的距离表示，因变量为光合作用强度，可以用气泡产生速率表示。

（1）试管甲光合作用过程中，首先利用C18O2 是在暗反应阶段，发生在叶绿体基质中；试管乙光合作用过程中首先利用H218O发生在光反应阶段水的光解，场所为类囊体薄膜。

（2）甲装置中二氧化碳中氧在暗反应阶段最终转移到糖类等有机物中，停止二氧化碳供应并置于黑暗条件下，此时小球藻进行有氧呼吸作用，第一阶段被18O标记葡萄糖分解产生18O标记丙酮酸，第二阶段18O标记丙酮酸分解产生18O标记二氧化碳，即产生的气体A为18O标记二氧化碳。乙装置中被18O标记水分子与丙酮酸氧化分解产生18O标记二氧化碳，即产生的B也为18O标记二氧化碳，因此产生的气体A、B中均含18O。

（3）①本实验中自变量为光源与装置的距离，即光照强度，因变量为气泡产生速率，即光合作用强度，因此研究的是光照强度对光合作用强度的影响。c点光源与装置的距离较小，光照较强，达到光饱和点，此时的限制因素是叶片光合色素含量、酶的数量等。

②干重可以表示净光合作用强度，由于 a 点时小球藻光合作用强度等于呼吸作用强度，没有有机物的积累，b 点时光合作用强度大于呼吸作用强度，有有机物的积累，因此 b 点的干重较 a 点多。