Question

【題目】請(qǐng)回答下列與光合作用和細(xì)胞呼吸有關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題:

(1)實(shí)驗(yàn)一:科研人員從小鼠細(xì)胞中分離出線粒體,并將其放入測(cè)定儀內(nèi)的生理鹽水中保持活性,然后按圖示順序向生理鹽水中依次加入相應(yīng)物質(zhì),其中X物質(zhì)不包括還原氫,從加入線粒體開始測(cè)定O2消耗速率,結(jié)果如圖1。請(qǐng)據(jù)圖分析,X物質(zhì)表示_______,圖示4個(gè)區(qū)間(①~④)中,一定有CO2產(chǎn)生的區(qū)間是_____。

(2)實(shí)驗(yàn)二:通過氣管向密閉容器中通入14CO2,密閉容器周圍有充足且適宜的光源,如圖2所示,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到0.5 s時(shí),發(fā)現(xiàn)14C出現(xiàn)在一種三碳化合物(C3)中,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5 s時(shí),發(fā)現(xiàn)14C還出現(xiàn)在一種五碳化合物(C5)和一種六碳糖(C6)中,該實(shí)驗(yàn)是通過控制________來探究CO2中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的。在該實(shí)驗(yàn)中,如果發(fā)現(xiàn)0.5 s時(shí)C5的含量較高,若要降低其含量,可改變的實(shí)驗(yàn)條件是____________。

(3)AMP-PCP能與細(xì)胞膜上的ATP跨膜受體蛋白結(jié)合,科研人員用不同濃度的AMP-PCP溶液處理菜豆葉片,測(cè)定其光合速率,結(jié)果如圖3所示。由圖可知,隨著AMP-PCP溶液濃度增大,葉片的凈光合速率降低,推測(cè)原因是AMP-PCP限制了ATP 運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外,導(dǎo)致氣孔開放程度_____(填“上升”或“下降”),從而抑制了光合作用的暗反應(yīng)。要驗(yàn)證上述推測(cè)是否正確,可用______溶液處理菜豆葉片作為實(shí)驗(yàn)組,以______處理菜豆葉片作為對(duì)照進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定葉片的氣孔開放程度和凈光合作用速率。若實(shí)驗(yàn)組的氣孔開放程度和凈光合速率均______對(duì)照組,則證明上述推測(cè)成立。

Answer 1

【答案】 丙酮酸 ③ 反應(yīng)時(shí)間 減弱光照或適當(dāng)增加CO2的供應(yīng) 下降 ATP 蒸餾水 大于

【解析】本題結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置圖，考查光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生識(shí)記光合作用和呼吸作用的具體過程，掌握影響光合速率的環(huán)境因素，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題是，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查。

（1）實(shí)驗(yàn)一：線粒體中進(jìn)行氧化分解的物質(zhì)是丙酮酸，故圖一中加入的X物質(zhì)是丙酮酸。還原氫與氧氣結(jié)合形成水，①②③④都有氧氣消耗，故都生產(chǎn)了水。在有氧呼吸第二階段，丙酮酸和水反應(yīng)產(chǎn)生CO2，第③區(qū)段加入了X物質(zhì)丙酮酸，故該區(qū)間一定有CO2產(chǎn)生。

（2）實(shí)驗(yàn)二：當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到0.5s時(shí)，發(fā)現(xiàn)14C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，14C還出現(xiàn)在一種五碳化合物（C5）和一種六碳糖（C6）中，由此可見，該實(shí)驗(yàn)是通過控制反應(yīng)時(shí)間來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑。暗反應(yīng)中C5的來源是C3還原，去路是CO2固定，故0.5s時(shí)要想降低C5的含量，可降低光照或適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)，因?yàn)榻档凸庹湛梢詼p少ATP、NADPH的生成量，從而抑制C3的還原，使C5的來源減少含量有所降低；若適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)，會(huì)促進(jìn)CO2固定，使C5的去路增加，同樣也可以使C5的含量有所降低。

（3）據(jù)圖三分析，隨著AMP-PCP濃度增大，葉片的凈光合速率逐漸降低，原因可能是AMP-PCP能與細(xì)胞膜上ATP跨膜受體蛋白結(jié)合，限制了ATP運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，導(dǎo)致氣孔開放程度下降，導(dǎo)致光合作用的暗反應(yīng)中的二氧化碳供應(yīng)不足，抑制了暗反應(yīng)的進(jìn)行，要驗(yàn)證推測(cè)是否正確，可用ATP溶液處理菜豆葉片，以蒸餾水作為對(duì)照試驗(yàn)，測(cè)定葉片的氣孔開放程度和凈光合作用速率。如果實(shí)驗(yàn)組的氣孔開放程度和凈光合速率均大于對(duì)照組，則推測(cè)正確。