Question

【題目】某科學研究小組利用小球藻為實驗材料做了下列三個實驗

（1）實驗一：如圖一裝置，通過通氣管向密閉容器中通14CO2，密閉容器周圍有固定的充足且適宜的光源。當反應(yīng)進行到0．5s時，發(fā)現(xiàn)14C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。當反應(yīng)進行到5s時，14C還出現(xiàn)在一種五碳化合物（C5）和一種六碳糖（C6）中，該實驗是通過控制______________來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的。在該實驗中，如果發(fā)現(xiàn)0．5s時C5的含量較高，若降低其含量，可改變的實驗條件是______________（答兩點）。

（2）實驗二：用高速離心法破壞葉綠體膜后，類囊體薄膜和基質(zhì)都釋放出來。然后再用離心法去掉類囊體薄膜。黑暗條件下，在去掉類囊體薄膜的基質(zhì)中加入ATP、NADPH和14CO2，結(jié)果在這種基質(zhì)中檢出含14C的光合產(chǎn)物。光合作用中類囊體薄膜的作用是_____________。在基質(zhì)中加入ATP、NADPH等物質(zhì)的作用是_____________。如果不加入上述物質(zhì)而只給予光照，反應(yīng)能否進行?______________。

（3）實驗三：某同學將小球藻放在加有適宜培養(yǎng)液的大試管中，以人工白熾燈作為光源，先將試管與白熾燈之間距離定為a，每隔一段時間移動改變白熾燈與大試管的距離，測定在不同距離下小球藻釋放氣泡的速率（其他環(huán)境條件適宜且保持不變），結(jié)果如圖二所示。本實驗探究的問題是_____________。c點時可能的限制因素是_______________。a點時不釋放氣泡，該同學認為a點時小球藻不進行光合作用，你認為他的觀點正確嗎______________?簡述你的判斷依據(jù)______________。

Answer 1

【答案】反應(yīng)時間 降低光照或適當增加二氧化碳的供應(yīng) 光反應(yīng)場所（或為暗反應(yīng)提供ATP、NADPH） 還原三碳化合物（為C3的還原提供能量和還原氫） 不能 光照強度對光合作用強度的影響 葉綠體中光合色素含量、酶的數(shù)量等 不正確 a點時不釋放氧氣，可能是其光合作用產(chǎn)生的氧氣全部被自身呼吸作用所消耗，沒有氣泡釋放

【解析】

1。光合作用是在光照條件下，葉綠體利用二氧化碳和水合成有機物和氧氣，同時將光能轉(zhuǎn)變成化學能，儲存在有機物中；光是光合作用的必要條件。

2。光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原氫和ATP；暗反應(yīng)包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原兩個過程。

（1）分析圖一裝置可知，小球藻在14CO2光照條件下進行光合作用且光照充足且適宜。根據(jù)題中描述“當反應(yīng)進行到0．5s時，發(fā)現(xiàn)14C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。當反應(yīng)進行到5s時，14C還出現(xiàn)在一種五碳化合物（C5）和一種六碳糖（C6）中，”可知該實驗的自變量是反應(yīng)時間，因變量為碳原子的轉(zhuǎn)移路徑，所以本實驗的目的是通過控制反應(yīng)時間來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的。在該實驗中，想要降低 C5的含量，可以減弱光反應(yīng)或增強CO2的固定，所以可改變的實驗條件是降低光照或適當增加二氧化碳的供應(yīng)。

（2）黑暗條件下，在去掉類囊體薄膜的基質(zhì)中加入ATP、NADPH和14CO2，結(jié)果在這種基質(zhì)中檢出含14C的光合產(chǎn)物，是因為光合作用中類囊體薄膜的作用是光反應(yīng)場所，可以為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH。ATP和NADPH用于三碳化合物的還原過程，分別為三碳化合物的還原提供能量和還原氫，所以如果不加入上述物質(zhì)而只給予光照，反應(yīng)不能進行。

（3）根據(jù)題意可知，實驗三中自變量為試管與白熾燈之間的不同距離，二者之間的距離直接影響光照強度，因變量為小球藻釋放氣泡的速率，小球藻釋放氣泡的速率可以用來表示光合作用強度，所以本實驗的目的是探究光照強度對光合作用強度的影響。c點時可能的限制因素是葉綠體中光合色素含量、酶的數(shù)量等。a點時不釋放氧氣，并不是植物不進行光合作能夠用，可能此時光合作用強度等于呼吸作用強度，其光合作用產(chǎn)生的氧氣全部被自身呼吸作用所消耗，所以沒有氣泡釋放。