Question

图1为卡尔文循环示意图。图2为某研究小组测定密闭温室内CO₂浓度变化结果。（该研究选择的实验材料和条件：①选择水稻幼苗为实验材料；②设置15℃恒温为实验温度（假定此温度下呼吸速率保持稳定）；③实验连续持续两昼夜，白天为自然光照。）

请回答：

（1）图1中，在有光条件下，水稻吸收的CO₂与_________结合形成六碳分子，再转变为3-磷酸甘油酸。3-磷酸甘油酸转变为三碳糖的过程中，NADPH的作用是提供能量和__________，该三碳糖由_____________（填元素符号）组成。离开卡尔文循环的三碳糖大部分是运至叶绿体外，并转变成___________，供植物体所有细胞利用。

（2）a点水稻叶肉细胞产生ATP的细胞器有______________。

（3）与b点相比，d点的光合速率__________（“较高”、“较低”、“相等”）。c点对应的条件下，若适当增加温室内CO₂浓度（其他环境因素不变）光合速率_________（“增加”、“减少”、“不变”）。

（4）在48小时的实验过程中，水稻体内的有机物总量_________（“增加”、“减少”、“不变”）。实验过程的前24小时的平均光照强度_____________（“＞”、“＜”、“＝”）后24小时。

Answer

RuBP 供氢 C、H、O、P 蔗糖 线粒体、叶绿体 较低 不变 增加 ＜

【解析】

据图分析：图1是光合作用的暗反应过程，需要光反应提供[H]和NADPH。图2为某研究小组测定密闭温室内CO2浓度变化结果，曲线中的拐点a、c时光合速率等于呼吸速率。

（1）图1中，在有光条件下，水稻吸收的CO2与RuBP结合形成六碳分子，再转变为3-磷酸甘油酸，光合作用的暗反应过程中，3-磷酸甘油酸接受来自NADPH的氢和ATP的磷酸基团，形成的三碳糖磷酸，NADPH不仅能供氢，也能提供能量，三碳糖磷酸是由C、H、O、P等元素组成的，离开卡尔文循环的三碳糖大部分是运至叶绿体外，并转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用。
（2）图2中的a点，光合速率等于呼吸速率，此时光合作用与呼吸作用都可以产生ATP，故a点水稻叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。
（3）与b点相比，bc段二氧化碳浓度还在下降，光合速率大于呼吸速率，dc段二氧化碳浓度上升，说明呼吸速率大于光合速率，所以d点的光合速率较低。c点对应的条件下，由于前24小时二氧化碳浓度不变，后24小时二氧化碳浓度降低，说明c点限制光合作用的因素是光照强度，不是二氧化碳浓度，所以若适当增加温室内CO2浓度（其他环境因素不变），由于光照条件不变，光合速率也不变。
（4）在48小时后，二氧化碳浓度降低，水稻体内的有机物有积累，有机物总量增加。实验过程的前24小时二氧化碳含量不变，说明光合作用吸收的二氧化碳等于呼吸作用释放的二氧化碳，后24小时二氧化碳浓度降低，说明光合作用吸收的二氧化碳大于呼吸作用释放的二氧化碳，呼吸作用基本不变，说明前24小时的平均光照强度小于后24小时。