Question

【題目】在適宜的光照條件下，向某一密閉環(huán)境通入14CO2。并改變其濃度，測(cè)定不同時(shí)間葉片中葡萄糖、C5和C3三種化合物中14C的變化情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題：

（1）在暗反應(yīng)階段中14C的轉(zhuǎn)移途徑是___________。這個(gè)過(guò)程需要光反應(yīng)為它提供___________，第15min時(shí)， CO 2濃度由0．003%變化到1%， 它們的含量變化為___________。

（2）圖中曲線a、b、c分別表示___________的含量變化。

（3）在0~5分鐘內(nèi)，曲線a、b中的14C量保持不變，造成兩條曲線平行的原因是___________。請(qǐng)比較在0~20分鐘內(nèi)該葉片光合作用和呼吸作用大小并說(shuō)明原因___________。

（4）對(duì)大多數(shù)植物來(lái)說(shuō)，過(guò)高或過(guò)低的光照強(qiáng)度都不利于其生長(zhǎng)，原因是___________。

Answer 1

【答案】14CO2→14C3→（14CH2O） [H]、ATP [H]和ATP都減少 C3、C5、葡萄糖 光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段速率保持動(dòng)態(tài)平衡 光合作用大于呼吸作用，原因是整個(gè)過(guò)程中葉片中的葡萄糖的含量一直在增加，說(shuō)明植物葉片的光合作用一直大于呼吸作用 光照強(qiáng)度過(guò)低，限制了光合作用的正常進(jìn)行，從而不利于干物質(zhì)積累；光照強(qiáng)度過(guò)高，破壞相關(guān)色素以及直接或間接影響光合作用相關(guān)蛋白質(zhì)的活性

【解析】

1.光合作用的具體的過(guò)程：
①光反應(yīng)階段：場(chǎng)所是類囊體薄膜
a．水的光解：2H2O4[H]+O2 b．ATP的生成：ADP+Pi+光能ATP
②暗反應(yīng)階段：場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)
a．CO2的固定：CO2 +C5 2C3 b．三碳化合物的還原：2C3 （CH2O）+C5+H2O

2.影響光合作用的環(huán)境因素。
（1）溫度對(duì)光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱。
（2）二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。
（3）光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。

（1）卡爾文循環(huán)過(guò)程中，C元素的轉(zhuǎn)移途徑是14CO2→14C3→（14CH2O），暗反應(yīng)需要光反應(yīng)為它提供[H]、ATP，15min時(shí)CO2濃度升高，C3增加，會(huì)消耗掉更多的[H]、ATP，從而導(dǎo)致[H]、ATP減少。

（2）第5min時(shí)CO2濃度下降，消耗的C5減少，生成的C3減少，從而使C5增加，C3減少，所以a是C3，b是C5，整個(gè)過(guò)程中葡萄糖一直在增加，所以c是葡萄糖。

（3）在0~5分鐘內(nèi)，光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段速率保持動(dòng)態(tài)平衡，使曲線a、b中的14C量保持不變。由于整個(gè)過(guò)程中葡萄糖一直在增加，所以光合作用一直都大于呼吸作用。

（4）光照過(guò)低時(shí)，光反應(yīng)減慢，限制了光合作用的速度從而使光合作用速度下降，而光照過(guò)強(qiáng)時(shí)，可能會(huì)破壞相關(guān)色素以及直接或間接影響光合作用相關(guān)蛋白質(zhì)的活性從而不利于進(jìn)行光合作用。