Question

【題目】下圖是探究光合作用歷程中科學(xué)家恩格爾曼和魯賓。卡門做的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)用所學(xué)知識(shí)回答相關(guān)問(wèn)題。

（1）實(shí)驗(yàn)一的過(guò)程中________（填需要或不需要）隔絕空氣。若某人用另一種細(xì)菌做該實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)細(xì)菌在葉綠體的受光部位分布最少，最可能的原因是_______________。

（2）實(shí)驗(yàn)二通過(guò)同位素標(biāo)記的方法探究光合作用中釋放的氧氣的來(lái)源，圖中X、Y物質(zhì)分別為_______，A、B物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的比值為______________。

（3）光合作用過(guò)程中，Rubisco酶可催化C5+CO3——C3的反應(yīng)。在強(qiáng)光條件下，當(dāng)O2/CO2的值較高時(shí)，該酶還能催化C3與O2反應(yīng)，經(jīng)一系列變化后到線粒體中生成CO2。這種植物在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸。

①光呼吸與光合作用都利用了________為原料，且光合作用在暗反應(yīng)的_________階段實(shí)現(xiàn)了該物質(zhì)的再生。

②夏季中午，小麥、水稻會(huì)出現(xiàn)明顯的光呼吸現(xiàn)象，請(qǐng)解釋原因：__________________。

Answer 1

【答案】需要 該細(xì)菌為厭氧細(xì)菌 CO2、H218O 8：9 C5 C3的還原 夏季中午光照過(guò)強(qiáng)，葉片蒸騰作用過(guò)于旺盛時(shí)，氣孔關(guān)閉，O2/CO2的值較高，Rubisco酶催化C5與O2反應(yīng)的過(guò)程加快，光呼吸現(xiàn)象明顯

【解析】

（1）直到18世紀(jì)中期，人們一起以為只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。

（2）1771年，英國(guó)的普利斯特利的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：植物可以更新因蠟燭燃燒或小白鼠呼吸而變得污濁的空氣。

（3）1779年，荷蘭的英格豪斯證明了植物體的綠葉在更新空氣中不可缺少。

（4）1785年，隨著空氣組成成分的發(fā)現(xiàn)，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。

（5）1864年，德國(guó)的薩克斯的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉。

（6）1939年，美國(guó)的魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明了光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。

（7）20世紀(jì)40年代，美國(guó)的卡爾文，利用同位素標(biāo)記技術(shù)最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。

（1）實(shí)驗(yàn)一的目的是要探究光合作用產(chǎn)生氧氣的部位，實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)好氧性細(xì)菌來(lái)檢測(cè)的，若不隔絕空氣則顯示不出好養(yǎng)細(xì)菌的移動(dòng)，因此實(shí)驗(yàn)中需要隔絕空氣，而且需要好氧性細(xì)菌。若某人用另一種細(xì)菌做該實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)細(xì)菌在葉綠體的受光部位分布最少，只可能是實(shí)驗(yàn)中用的細(xì)菌類型為厭氧細(xì)菌。

（2）實(shí)驗(yàn)二目的是通過(guò)同位素標(biāo)記的方法探究光合作用中釋放的氧氣的來(lái)源，實(shí)驗(yàn)二中的兩組實(shí)驗(yàn)是用同位素標(biāo)記不同的物質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)的對(duì)照，圖中兩支試管中的物質(zhì)分別是C18O2、H2O與CO2、H218O，因此X、Y物質(zhì)分別為CO2、H218O，A、B為兩組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氧氣，因?yàn)楣夂献饔玫难鯕鈦?lái)自于水，因此A、B物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的比值為8：9。

（3）由題意可知，①光呼吸與光合作用都以C5 為原料，且在光合作用的暗反應(yīng)階段經(jīng)過(guò)C3的還原實(shí)現(xiàn)了該物質(zhì)的再生。

②夏季中午，光照過(guò)強(qiáng)，葉片蒸騰作用過(guò)于旺盛時(shí)，氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致產(chǎn)生的氧氣無(wú)法O2/CO2的值較高，即O2氧氣濃度高，而CO2少，具備了光呼吸進(jìn)行的條件，因此小麥、水稻會(huì)出現(xiàn)明顯的光呼吸現(xiàn)象。