【題目】某興趣小組用某植物及其分離的葉綠體進行下列實驗,回答下列問題:

實驗一:先將葉綠體浸泡在pH為4的培養(yǎng)液中,使類囊體空腔中的pH為4,然后將此葉綠體轉移到pH為8的培養(yǎng)液中,遮光一段時間。測得培養(yǎng)液中有ATP合成。

實驗二:將葉綠體浸泡在pH為7的培養(yǎng)液中、使類囊體空腔中的pH為7,光照一段時間。測得培養(yǎng)液中有ATP合成。

實驗三:將一株該植物置于密閉的玻璃容器內(nèi),在適宜條件下光照培養(yǎng),測定玻璃容器內(nèi)CO2濃度的變化情況。

(1)根據(jù)實驗推測,葉綠體黑暗中能合成ATP的原因是_______________,實驗一、實驗二培養(yǎng)液中應含有的物質(zhì)包括______________。

(2)葉綠體在光下產(chǎn)生ATP的過程中,光能的作用是______________,ATP形成的反應式是___________。

(3)玻璃容器內(nèi)的CO2濃度變化趨勢是______________。

(4)在實驗三中加入抑制光合作用暗反應的試劑后,氧氣的釋放速率下降,原因是______________。

【答案】 類囊體膜內(nèi)外存在H+梯度 ADP,Pi 使類囊體膜內(nèi)外產(chǎn)生H+濃度梯度 降低至一定水平時保持相對穩(wěn)定 [H]的積累抑制了水的分解

【解析】【試題分析

本題前兩道小題考查光合作用過程中ATP合成的原理,應先分析實驗結果再根據(jù)實驗結果進行推理。后兩道小題考查光合作用中光反應和暗反應的關系的相關知識,光反應和暗反應之間是密切聯(lián)系,相互影響的,光反應的產(chǎn)物[H]ATP可用于暗反應中三碳化合物的還原,所以學習運用相關的知識點要建立這種聯(lián)系的觀點。

由題意可知,在無光的條件下,將葉綠體浸泡在pH為4的培養(yǎng)液中,使類囊體空腔中的pH為4,然后將此葉綠體轉移到pH為8的培養(yǎng)液中能產(chǎn)生ATP,說明ATP的產(chǎn)生是由于類囊體膜內(nèi)外存在H+梯度濃度差;生成ATP需要ADPPi為原料,所以實驗一、實驗二培養(yǎng)液中應含有的物質(zhì)包括ADPPi。

(2)分析實驗一、二可知,光合作用的光反應階段產(chǎn)生ATP,即葉綠體在光下產(chǎn)生ATP的原因是光能將水光解產(chǎn)生H+,使類囊體膜內(nèi)外之間產(chǎn)生H+梯度(H+濃度差);ATP形成的反應式見答案。

(3)在適宜的條件下將一株該植物置于密閉的玻璃容器內(nèi),密閉容器內(nèi)的CO2含量是有限的,隨著光合作用的持續(xù)進行,CO2逐漸被消耗,濃度降低,進而使光合作用強度隨之降低CO2濃度降低到一定水平時,植物的光合作用和呼吸作用強度相等則裝置內(nèi)的二氧化碳濃度就保持相對穩(wěn)定。因此玻璃容器內(nèi)的CO2濃度變化趨勢是降低至一定水平時保持相對穩(wěn)定。

(4)加入抑制光合作用暗反應的藥物后,暗反應不能正常進行,會減低對[H]ATP的消耗,導致[H]ATP積累,最終抑制光反應中水的光解,使氧氣的釋放速率下降。

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B.②
C.③
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時刻

光照強度

(μmol·m-2·s-1

溫度

(℃)

CO2濃度

(μmol·m-2·s-1

8:00

593

30.4

381

10:00

1385

31.0

295

12:00

1473

32.4

343

14:00

1042

32.4

249

16:00

832

32.7

246

18:00

97

28.8

260

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