Question

【題目】如圖是某植物在不同光照強(qiáng)度條件下的光合速率測(cè)量結(jié)果。光合速率以植株干重增加速率[mg/（單位葉面積·h）]表示，請(qǐng)回答下列問題。

（1）正常光照下，葉肉細(xì)胞內(nèi)為還原提供能量的物質(zhì)是_________。研究發(fā)現(xiàn)：該植物體內(nèi)有種 Rubisco 酶是光合作用過程中的關(guān)鍵酶，它催化被固定的反應(yīng)，可知該酶存在于葉綠體________中。

（2）條件下，1klx光照強(qiáng)度時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是________，5klx光照強(qiáng)度時(shí)的實(shí)際光合速率_______（>、=、<）P點(diǎn)代表的實(shí)際光合速率。

（3）據(jù)圖分析，P點(diǎn)以后限制光合速率增加的主要環(huán)境因素是__________。

（4）光強(qiáng)為光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞的光合速率大于該細(xì)胞的呼吸速率，理由是__________。條件下，光強(qiáng)高于光飽和點(diǎn)后，農(nóng)作物的光合作用不再增強(qiáng)的原因是____________________。

Answer 1

【答案】ATP、NADPH（[H]） 基質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體線粒體 = 溫度 該植物還有其他細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物 環(huán)境中的濃度較低，導(dǎo)致暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)

【解析】

光合作用可以分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，其中光反應(yīng)階段在類囊體薄膜中進(jìn)行，包括水的光解和ATP的合成，其產(chǎn)生的還原氫和ATP可以為暗反應(yīng)提供反應(yīng)條件，而暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)進(jìn)行。同時(shí)凈光合速率=真光合速率-呼吸速率。

（1）參與C3的還原需要的能量物質(zhì)為ATP和還原氫；被固定的反應(yīng)屬于暗反應(yīng)階段，場(chǎng)所位于葉綠體基質(zhì)；

（2）條件下，1klx光照強(qiáng)度時(shí)，圖中曲線對(duì)應(yīng)的植物可以進(jìn)行光合作用和呼吸作用，因此光合作用過程中，ATP的產(chǎn)生在光反應(yīng)進(jìn)行，場(chǎng)所包含葉綠體，進(jìn)行有氧呼吸的過程中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；由于實(shí)際的光合速率等于凈光合速率+呼吸速率，因此5klx光照強(qiáng)度時(shí)的實(shí)際光合速率為6+4=10 mg/（單位葉面積·h），而P點(diǎn)時(shí)，實(shí)際的光合速率為8+2=10 mg/（單位葉面積·h），所以相等；

（3）根據(jù)兩條曲線對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，P點(diǎn)以后曲線不再變化，但溫度為條件時(shí)，明顯曲線的光合作用速率可以升高，因此限制P點(diǎn)的環(huán)境因素主要為溫度；

（4）植物達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，整株植物的光合作用速率=呼吸作用速率，此時(shí)葉肉細(xì)胞中進(jìn)行的光合作用需要平衡整株植物的所有細(xì)胞的呼吸作用，因此在葉肉細(xì)胞內(nèi)部光合速率大于呼吸速率；達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)，光合作用的限制因素不再是光照，是由于此時(shí)暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)的進(jìn)行，可能原因?yàn)榄h(huán)境中的濃度較低，導(dǎo)致暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)。