Question

为研究植物的光合作用过程及速率，某生物兴趣小组开展了如下实验。图1是番茄光合作用过程图解，图2是在密闭、透明的玻璃小室中培养番茄的幼苗，图3是图2装置在自然环境下，测定并记录夏季一昼夜(零点开始)小室内植物氧气释放速率的变化。

(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是 _____________________________、

      。要想使叶绿体内A的含量快速下降，可以改变的环境条件是                 。光反应中O₂的生成发生在类囊体膜内，产生的O₂扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过    层生物膜。

(2)在适宜温度和光照条件下，向图2所示的装置通入¹⁴CO₂。当反应进行到0.5 s时，¹⁴C出现在A中；反应进行到5 s时，¹⁴C出现在(CH₂O)和B中。该实验是通过控制          (条件)来探究CO₂中碳的转移路径，用到的实验方法为

                                                            。

(3)将图2所示的装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图3所示曲线。观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的    侧，液滴移到最右点是在一天中的    点。在12点之后的下午某时间段内，记录液滴的移动，获得以下数据：

每隔20分钟记录一次数据
……	25	27	31	37	……

该组实验数据是在图3所示曲线的    段获得的。

(4)要测定图2装置中植物的呼吸作用强度，请简要叙述实验的设计思路：

①设置如图2一样的装置，将该装置      。

②控制与图2相同的      。

③每隔20分钟记录一次液滴刻度数据。

Answer

(1)CO2 [H]和ATP 不提供CO2或增强光照 5

(2)反应时间 同位素标记法

(3)左 g(18时) e～f

(4)①遮光或黑暗处理 ②环境条件

【解析】(1)图1中，甲为CO2，乙为ATP和[H]；A为C3，B为C5。要使图中A快速下降，可改变的环境条件是不提供CO2或增强光照(即阻止B→A过程或增加A→B过程)。由题干可知：光反应中O2的生成发生在类囊体膜内(1层生物膜)，由叶绿体扩散到邻近的线粒体中至少要经过4层膜，因此总共需要经过至少5层生物膜。

(2)结合题干分析，本实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳的转移路径，用到的实验方法为同位素标记法。

(3)图3所示的c点时光合作用产生的O2与呼吸作用消耗的O2相等，而依据有氧呼吸的反应式，呼吸消耗的O2量等于产生CO2量，似乎在c点时没有发生气体体积变化，但结合图2装置分析，密闭环境中由于存在CO2缓冲液，不考虑CO2体积变化，而O2是被消耗，因此此时液滴会左移。液滴移到最右点是指一天中光合产物积累量最大的时刻，即图中g点(18时)。结合题中12点之后的下午某时间段内，记录液滴的移动，获得的数据越来越大，说明光合作用强度不断增大，因此在e～f段符合此特征。

(4)要测定该植物的呼吸作用强度，那么设计思路是：设置同如图2一样的装置，但必须将该装置遮光，另外要控制与图2相同的环境条件。