Question

【題目】圖甲表示某種植物葉肉細(xì)胞的蔗糖與淀粉合成代謝途徑（三碳糖磷酸進(jìn)一步轉(zhuǎn)化形成葡萄糖），其葉綠體內(nèi)膜上的磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器所轉(zhuǎn)運(yùn)的兩種物質(zhì)嚴(yán)格按照1：1的量進(jìn)行：圖乙研究光照強(qiáng)度變化對(duì)某植物葉肉細(xì)胞的O2釋放速率和CO2吸收速率的影響（單位：μmo1/m2·s）；下表內(nèi)數(shù)據(jù)表示科研人員研究冬季大棚中的番茄和草莓，在保持兩種植物生長所需的水分、肥料等相同且適宜的條件下，每天14：00—15：00觀察并測定光合速率，據(jù)題意信息回答下列問題。

	番茄			草莓
空氣質(zhì)量級(jí)別	棚溫℃	光合有效輻射 μmo1/m2·s	光合速率 μmo1/m2·s	棚溫℃	光合有效輻射 μmo1/m2·s	光合速率 μmo1/m2·s
二級(jí)良	25.6	987	20.4	27.3	994	20.11
二級(jí)輕度污染	23.4	746	19.6	26.1	785	18.72
四級(jí)中度污染	23.5	477	17.1	26.1	428	17.41
五級(jí)重度污染	22.2	325	11.8	24.6	458	10.10

注：光合有效輻射是指綠色植物進(jìn)行光合作用過程中。能夠被光合色素吸收并轉(zhuǎn)化的太能輻射能量。

(1)圖甲碳同化循環(huán)（卡爾文循環(huán)）過程中，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合的反應(yīng)屬于___________過程；據(jù)表格信息，當(dāng)空氣質(zhì)量由三級(jí)升為四級(jí)時(shí)，導(dǎo)致植物光合速率下降的主要因素是__________，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的___________（填圖甲中數(shù)字標(biāo)號(hào)）減少。當(dāng)污染進(jìn)一步加劇到五級(jí)時(shí)，導(dǎo)致草莓光合速率下降的主要因素是_________。因此，當(dāng)存在空氣質(zhì)量污染時(shí)，要根據(jù)不同情況采取不同措施來維持植物的光合速率以提高產(chǎn)量。

(2)圖甲中，葉綠體內(nèi)膜上的磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器，每轉(zhuǎn)入一分子磷酸必定同時(shí)運(yùn)出一分子____________。若單位時(shí)間內(nèi)離開卡爾文循環(huán)的三碳糖磷酸的數(shù)量大于磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器轉(zhuǎn)運(yùn)Pi的數(shù)量，則__________（填“有利于”或“不利于”）葉綠體內(nèi)淀粉的合成。

(3)圖乙中，強(qiáng)光照開始時(shí)，氧氣的釋放速率__________，此時(shí)葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有___________。

(4)圖乙中，A點(diǎn)光合作用速率___________（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率，此時(shí)ADP在葉綠體中的移動(dòng)方向是____________________。

Answer 1

【答案】固定（或CO2固定） 光合有效輻射降低（或光合有效輻射或光） ①和② 棚溫下降（或棚溫或溫度） 三碳糖磷酸 不利于 增大 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體（或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜和葉綠體） 大于 由葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜

【解析】

1. 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)。

2.圖甲表示植物葉肉細(xì)胞光合作用的光反應(yīng)、碳反應(yīng)以及蔗糖與淀粉合成代謝途徑，合成淀粉的場所是葉綠體基質(zhì)。根據(jù)對(duì)光照的要求可以將光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，光反應(yīng)發(fā)生的條件是必須有光，暗反應(yīng)有光無光都可以進(jìn)行。光反應(yīng)可以為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)可以分為二氧化碳的固定和三碳化合物的還原兩個(gè)過程。圖中①為[H]、②ATP、③ADP。圖中葉綠體內(nèi)膜上的磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器轉(zhuǎn)運(yùn)出1分子三碳糖磷酸的同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)1分子Pi（無機(jī)磷酸），合成蔗糖的場所是細(xì)胞溶膠即細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

據(jù)表該實(shí)驗(yàn)的自變量是空氣質(zhì)量指數(shù)及植物的種類，因變量是光合速率，探究的題目是空氣質(zhì)量指數(shù)對(duì)番茄和草莓光合作用的影響。表中數(shù)據(jù)表明空氣質(zhì)量可以影響大棚內(nèi)的溫度、光照強(qiáng)度和植物的光合速率。

（1）圖甲碳同化循環(huán)（卡爾文循環(huán)）過程中，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合的反應(yīng)屬于CO2固定過程，分析表格可知，當(dāng)空氣質(zhì)量級(jí)別由三級(jí)輕度污染升為四級(jí)中度污染時(shí)，棚溫不變，但是光合有效輻射下降，這將抑制光反應(yīng)，為暗反應(yīng)提供的①[H]、②ATP減少，最終導(dǎo)致有機(jī)物合成減少。

（2）根據(jù)圖示，每運(yùn)入一分子磷酸必定運(yùn)出一分子三碳糖磷酸，兩者同時(shí)進(jìn)行。若單位時(shí)間內(nèi)離開卡爾文循環(huán)的三碳糖磷酸的數(shù)量大于磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器轉(zhuǎn)運(yùn)Pi的數(shù)量，則識(shí)圖分析可知，導(dǎo)致葉綠體基質(zhì)內(nèi)的三碳糖磷酸減少，那么用于導(dǎo)致淀粉的生成減少，因此不利于葉綠體內(nèi)淀粉的合成。

（3）光反應(yīng)主要受光照影響，圖乙中強(qiáng)光照開始時(shí)，光反應(yīng)速率加快，水的光解增強(qiáng)，氧氣釋放速率增大。此時(shí)光合作用與呼吸作用都可以產(chǎn)生ATP，因此產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。

（4）據(jù)圖乙分析可知，A點(diǎn)時(shí)兩條曲線重合，表示整個(gè)植株光合作用釋放的氧氣量等于呼吸作用釋放的二氧化碳量，但植物體內(nèi)還有不能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞還要進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，所以A點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞的光合速率大于呼吸速率。此時(shí)ADP在葉綠體中的移動(dòng)方向是由葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。