Question

【題目】兩種生長狀況相似的甲、乙植物培養(yǎng)在適宜的光照強(qiáng)度、溫度與水分條件下，探究?jī)煞N植物 CO2 吸收速率與 CO2 濃度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。實(shí)踐中常用希爾反應(yīng)來測(cè)定除草劑對(duì)甲、乙植物光合作用的抑制效果，用不同濃度的某除草劑分別處理甲和乙的離體葉綠體并進(jìn)行希爾反應(yīng)（基本過程：將黑暗中制備的離體葉綠體加到含有 DCIP（氧化型）、蔗糖和 pH7.3 磷酸緩沖液的溶液中并照光。水在光照下被分解，產(chǎn)生氧氣等，溶液中的 DCIP 被還原，顏色由藍(lán)色變成無色），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表格所示。回答以下問題：

除 草 劑 相對(duì)濃度	0	5％	10％	15％	20％	25％	30％
甲放氧速率相對(duì)值	5.0	4.4	3.7	3.0	2.2	1.6	1.0
乙放氧速率相對(duì)值	5.0	3.7	2.2	1.0	0	0	0

（1）上述實(shí)驗(yàn)在相對(duì)密閉容器中，通�？赏ㄟ^控制不同濃度的_________ 溶液控制 CO2 濃度。相同濃度除草劑處理下，除了通過測(cè)定放氧速率判斷甲和乙受除草劑抑制效果之外，根據(jù)希爾反應(yīng)還可通過_________快慢來判斷。

（2）若在紅色薄膜下進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，則圖所畫曲線的 a 點(diǎn)應(yīng)該往______ 移；CO2 濃度為 b 時(shí)，通常甲植株的 O2 產(chǎn)生量_____________ （＞/＜/＝）乙植株的 O2 產(chǎn)生量，甲植株由 CO2 濃度為 b 調(diào)到 c 處后短時(shí)間內(nèi)葉綠體中減少的物質(zhì)有_________________ （①腺苷三磷酸②核酮糖二磷酸③3-磷酸甘油酸④三碳糖磷酸⑤NADPH）。

（3）上述希爾反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中外界溶液添加蔗糖的目的是________ ，據(jù)上表除草劑處理影響葉綠體放氧速率，可知除草劑抑制主作用于葉綠體的_______ （填結(jié)構(gòu)）。研究發(fā)現(xiàn)除草劑濃度為 20％處理品種甲的葉綠體不能產(chǎn)生三碳糖，嘗試分析最主要的原因是 _______。

Answer 1

【答案】碳酸氫鈉 溶液顏色變化 右 > ①②⑤ 維持滲透壓 類囊體 由于DCIP（氧化型）奪取光反應(yīng)產(chǎn)生的電子和氫離子，不能生成NADPH，三碳酸分子不能被還原形成三碳糖

【解析】

分析題圖可知，實(shí)驗(yàn)的自變量是二氧化碳濃度和植物的種類，因變量是二氧化碳的吸收速率，代表了凈光合速率；a點(diǎn)表示甲植物的二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)，高于乙植物；b點(diǎn)表示甲乙兩種植物的凈光合速率相等，由于兩者的呼吸速率不等，則實(shí)際光合速率也不等；C點(diǎn)表示甲乙兩植物的二氧化碳飽和點(diǎn)。葉肉細(xì)胞中通過碳反應(yīng)合成的三碳糖，最后通過合成蔗糖運(yùn)出細(xì)胞。

分析題表可知，實(shí)驗(yàn)的自變量是某除草劑濃度和植物的種類，因變量是氧氣的釋放速率和溶液顏色變化快慢。

（1）碳酸氫鈉溶液既可以吸收二氧化碳又可以釋放二氧化碳，通�？赏ㄟ^控制不同濃度的碳酸氫鈉溶液控制 CO2 濃度。由題干可知，水在光照下被分解，產(chǎn)生氧氣等，溶液中的 DCIP 被還原，顏色由藍(lán)色變成無色，故除了通過測(cè)定放氧速率判斷甲和乙受除草劑抑制效果之外，根據(jù)希爾反應(yīng)還可通過溶液顏色變化快慢來判斷。

（2）根據(jù)題干信息已知，該實(shí)驗(yàn)是在適宜光照條件下進(jìn)行的，若將植株培養(yǎng)在紅色薄膜下進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，呼吸速率不變，而光合作用減弱，所以a點(diǎn)應(yīng)該右移。根據(jù)甲乙的二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)和曲線的趨勢(shì)可知，甲植物的呼吸速率大于乙植物，又因?yàn)?/span>b點(diǎn)兩種植物的凈光合速率相等，則甲的實(shí)際光合速率大于乙，因此甲植株的O2產(chǎn)生量>乙植株的O2產(chǎn)生量。甲植株CO2增加，二氧化碳的固定增強(qiáng)，②核酮糖二磷酸消耗增加，暗反應(yīng)增強(qiáng)，①腺苷三磷酸和⑤NADPH消耗增加，故短時(shí)間內(nèi)葉綠體中減少的物質(zhì)有①腺苷三磷酸、②核酮糖二磷酸、⑤NADPH。

（3）上述希爾反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中外界溶液添加蔗糖可以維持滲透壓，據(jù)上表除草劑處理影響葉綠體放氧速率，可知除草劑抑制主要作用于光合作用光反應(yīng)階段，即發(fā)生在葉綠體的類囊體。研究發(fā)現(xiàn)除草劑濃度為 20％處理品種甲的葉綠體不能產(chǎn)生三碳糖，其最主要的原因是由于DCIP（氧化型）奪取光反應(yīng)產(chǎn)生的電子和氫離子，不能生成NADPH，三碳酸分子不能被還原形成三碳糖。