Question

生物兴趣小组对光合作用的过程及其影响因素进行了相关研究。如图是某高等植物细胞中光合作用过程图解，图中英文字母代表相应物质，1，2，3，4代表一定的生理过程。请回答下列问题：

（1）兴趣小组在研究过程中增强光照强度，检测到图中的A物质产生量迅速增多，但不久又恢复到一定水平。A物质无法维持在一个较高水平，最可能的外因是图中物质________（填字母）的供应量未能同步增加。在同一过程中C₃的变化规律是________。

（2）卡尔文运用同位素标记法研究了光合作用过程中CO₂中碳的转移途径，请你设计实验探究外源提供的B物质是否可以被光合作用的暗反应所利用________（要求：写出简单的实验设计思路）。

（3）在光照强度为1000uE．m^-2s^-1（适宜光照）时，上午测得光合速率数值高于下午测得的数值，据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率有________（填“促进”或“抑制”）作用。为验证这一推断，科研人员以该植物长出幼果的枝条为实验材料，进行了如下实验：（已知叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用）

①将长势相似，幼果数量相同的两年生树枝均分成甲、乙两组；

②甲组用一定浓度的________（填“赤霉素”、“细胞分裂素”或“2，4-D”）进行疏果处理，乙组不做处理；

③一段时间后，在相同环境条件下，对两组枝条上相同位置叶片的光合速率进行测定和比较。

预期结果：________________________________________________。

Answer

E 先迅速减少，不久后达到相对平衡的水平 向叶绿体中注入被放射性同位素标记的B物质，并将植物置于光照等其他条件均适宜的环境中一时间后，采用一定的方法检测光合产物葡萄糖中是否出现了放射性 抑制 2，4-D 甲组枝条上叶片的光合速率低于乙组

【解析】

据图分析：图中，A是氧气，B是NADPH，C是ATP，D是ADP和Pi，E是二氧化碳，1是水的光解，2是ATP的合成与分解，3是二氧化碳的固定，4是三碳化合物的还原；回顾和梳理光合作用的过程即物质和能量的变化，即可正确作答。

（1）突然增强光照光反应增强，氧气释放增加，但不久又恢复到正常水平，可能的原因是图中二氧化碳E供应量未能同步增加。在同一过程中三碳化合物的变化规律是因ATP和[H]突然增加而还原加快导致迅速减少，但由于二氧化碳供应不足随后又恢复正常水平。

（2）B是NADPH，要设计实验探究外源提供的B物质是否可以被光合作用的暗反应所利用，可向叶绿体中注入被放射性同位素标记的B物质，并将植物置于光照等其他条件均适宜的环境中一时间后，采用一定的方法检测光合产物葡萄糖中是否出现了放射性。

（3）在光照强度为1000 uE．m-2s-1时，上午测得光合速率数值高于下午测得的数值，据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率起抑制作用。

②实验设计遵循单一变量原则，2，4-D是植物生长素类似物，拥有与生长素相似的生理功能，具有两重性，因此甲组用一定浓度的2，4-D进行疏果处理。乙组不作处理。

③由于甲组疏果，乙组不处理，因此一段时间后，在相同环境条件下，对两组枝条上相同位置叶片的光合速率进行比较可知：甲组枝条上叶片的光合速率低于乙组。