Question

【題目】菰的莖基部膨大可作蔬菜食用，稱茭白。甲圖表示菰葉肉細胞中的部分結構，①～⑥表示物質；乙圖示科學家對菰的光合作用特性進行研究所測得的結果。其實驗方法如下：將菰的倒數(shù)第三片功能葉片在不同溫度和光照強度下進行離體培養(yǎng)，利用紅外CO2分析儀分析CO2的變化，并將所測得的結果記錄在乙圖中。

進一步研究發(fā)現(xiàn)：在黑暗時把葉綠體基粒放在pH=4的溶液中，讓基粒類囊體膜腔的pH值下降至4，然后將基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中（如下圖）。一段時間后，有ATP產生。

【1】提取菰葉肉細胞中葉綠體色素時，為防止葉綠體色素被破壞需要加入的化學試劑是________；葉綠體中的葉綠素主要吸收 ________________。

【2】若供給植物CO2后的60秒內，相隔不同時間取樣，殺死細胞并分析細胞代謝產物，發(fā)現(xiàn)7秒后的代謝產物多達12種，而5秒內的代謝產物主要是一種物質，該物質最可能是甲圖中的________（用圖中編號表示）。

【3】根據乙圖判斷：當溫度為________時，菰葉片的光合作用速率和呼吸作用速率相同；35 ℃時菰葉片的實際光合速率約為________μmol·m－2·s－1。

【4】研究發(fā)現(xiàn)：一天中，菰葉片細胞間隙中CO2的濃度和凈光合速率的值呈現(xiàn)出負相關性，請簡要解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因：_______________________________________。

【5】上述實驗結果表明：基粒類囊體合成ATP的原因是___________。據此推測，葉綠體在自然狀態(tài)下產生ATP的過程中，光能的作用是_____________________。

Answer 1

【答案】

【1】 CaCO3 紅橙光和藍紫光

【2】②

【3】 3℃、50℃ 24.5

【4】凈光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在葉片間隙中（外界環(huán)境中）的二氧化碳濃度就越低

【5】 膜內外存在H＋梯度（H＋濃度差）使水分解產生H＋ 使類囊體膜內外之間產生H＋梯度（H＋濃度差）

【解析】

【1】提取葉綠體色素時，需要加入CaCO3，防止葉綠素被破壞。葉綠體中的葉綠素主要吸收紅橙光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。

【2】植物吸收CO2后，在葉綠體基質中首先與C5結合形成C3，所以最早含有的物質是C3，即圖中②。

【3】凈光合速率等于零時，光合作用速率和呼吸作用速率相同，即溫度為3℃、50℃時，菰葉片的光合作用速率和呼吸作用速率相同。35C時菰葉片的實際光合速率是凈光合速率與呼吸速率之和，即20+4.5=24.5μmol·m－2·s－1。

【4】由于凈光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，所以留在葉片間隙中（外界環(huán)境中）的二氧化碳濃度就越低，葉片細胞間隙中CO2的濃度和凈光合速率的值呈現(xiàn)出負相關性。

【5】在黑暗時把葉綠體基粒放在pH=4的溶液中，讓基粒類囊體膜腔的pH值下降至4，然后將基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中，一段時間后，有ATP產生，說明膜內外存在H＋梯度差是基粒類囊體合成ATP的原因。光合作用中，光能的作用是使水分解產生H＋，使類囊體膜內外之間產生H＋梯度。