Question

【題目】為增加冬季綠葉蔬菜種植產量，研究者對大棚溫室中的某種葉菜分別用三種單色光進行補充光源（補光）實驗，補光時間為上午 7:00-10:00，測定其CO2吸收速率如圖。

【1】據圖甲，上午7:00時白光下該植株凈光合作用速率____（＞0/＝0/＜0）μmol·CO2·mg-1。此時，葉肉細胞產生ATP的場所有______。

A．葉綠體 B．線粒體 C．液泡內細胞液 D．細胞質基質

【2】一段時間后取白光、紅光補光組葉片分別進行葉綠體色素提取分離實驗，下圖表示白光下的實驗結果，則紅光下葉片色素提取分離實驗結果最接近______。

【3】若黃光補光組在9:00時突然停止補光，據圖甲判斷：該組葉菜釋放O2量的變化及產生這種變化的原因分別是______。

研究發現，通過生物工程技術提高碳的利用率也能提高光合作用速率。如圖是葉肉細胞中部分碳代謝的示意圖。代謝途徑I、II、III是植物細胞已有途徑，代謝途徑IV是通過轉基因技術實現的。

【4】圖中I相當于光合作用過程中的_______（光反應/暗反應）；結構T的化學本質是_______。

【5】研究人員利用轉基因技術使植物細胞具有合成C酶和M酶的能力，構建了代謝途徑IV（乙醇酸代謝），并與代謝途徑II相連。據圖，解釋代謝途徑IV提高光合作用效率的原因_____________。

Answer 1

【答案】

【1】 =0 ABD

【2】D

【3】增加 據圖，補充黃光抑制植物光合速率，故去除黃光光反應速率上升

【4】 暗反應 蛋白質

【5】將乙醇酸轉化為蘋果酸，減少了乙醇酸通過載體離開葉綠體導致的CO2流失

途徑IV提高了蘋果酸的含量，使葉綠體基質內的CO2濃度升高，增加了暗反應的原料

【解析】

1．綠葉中色素的提取和分離實驗，提取色素時需要加入無水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸鈣（防止色素被破壞）；分離色素時采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著層析液擴散的速度不同，最后的結果是觀察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。

2.影響光合作用的環境因素。

溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當溫度低于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而加強，當溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱。

二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強。當二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。

光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度的增加而增強。當光照強度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。

【1】據圖甲，可知上午7:00時白光下該植株凈光合作用速率為0μmol·CO2·mg-1。說明此時植物的光合速率與呼吸速率相等，據此可知推測，葉肉細胞產生ATP的場所有葉綠體、細胞質基質和線粒體，即ABD正確。

故選ABD。

【2】圖中顯示，紅光增補條件下，植物的凈光合速率最大，又知葉綠素能夠吸收紅光和藍紫光，而胡蘿卜素主要吸收藍紫光，根據結構與功能相適應的原理可推測出紅光條件下凈光合速率大的原因是葉片中含有大量的葉綠素，尤其是葉綠素a增多，使得葉片能夠吸收大量的紅光，進而凈光合速率變大，分析中顯示，葉綠素在濾紙條上的位置是第三和第四條色素帶，因此可知，D項符合題意。

故選D。

【3】圖中顯示補充黃光組的凈光合速率反而下降，因此可知補充黃光可抑制植物光合速率，據此推測去除黃光后，光合速率會上升，進而釋放O2量增加。

【4】圖中I相當于光合作用過程中的暗反應；結構T為轉運乙醇酸的載體，其化學本質是蛋白質。

【5】利用轉基因技術使植物細胞具有合成C酶和M酶的能力，構建了代謝途徑IV（乙醇酸代謝），并與代謝途徑II相連，將乙醇酸轉化為蘋果酸，提高了蘋果酸的含量，減少了乙醇酸通過載體離開葉綠體導致的CO2流失，使葉綠體基質內的CO2濃度升高，增加了暗反應的原料，進而提高了光合速率。

熟知光合作用的原理以及影響光合作用因素的影響原理是解答本題的關鍵，掌握色素提取與分離的原理是解答本題的另一關鍵，辨圖能力是高考的必備能力之一。