Question

【題目】圖顯示卡爾文循環(huán)的其中一些階段。據(jù)圖回答問題。

（1）在圖中用字母“C”和一個(gè)箭頭標(biāo)示出二氧化碳在哪里進(jìn)入循環(huán)。用字母“P”和一個(gè)箭頭標(biāo)示出光合作用產(chǎn)物在哪里離開循環(huán)。______________

（2）在圖中用字母“R”標(biāo)示出哪個(gè)階段需要還原劑，以轉(zhuǎn)化化合物。___________

（3）如果光突然消失，圖中卡爾文循環(huán)的哪種化合物的含量會(huì)首先減少？解釋你的答案。_______________________________。

圖表示將某綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉的容器中，在保持一定的pH值和溫度時(shí)，給予不同條件時(shí)細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖。據(jù)圖回答問題。

（4）在圖中乙處給予光照時(shí)，分析瞬間ATP的變化為________；在丙處添加CO2時(shí)，分析短時(shí)間內(nèi)C5的變化為________。

（5）在圖中乙處光照開始后，溶解氧濃度稍有增加，但稍后不再增加而穩(wěn)定，原因是_________________________________________________________________。

（6）若在圖中丁處給予適宜條件，使溶解氧的變化如圖中的b，預(yù)計(jì)1小時(shí)后，實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量為_____________微摩爾。

Answer 1

【答案】 三碳化合物B會(huì)首先減少。因?yàn)橹圃烊�碳化合�?/span>B，必須要由光反應(yīng)提供的能量和還原劑 增加 減少 由于環(huán)境中積累了較多的CO2，在光照開始時(shí)，光合作用速率大于呼吸作用速率，氧氣釋放，氧濃度稍有增加；一段時(shí)間后，容器中CO2減少，光合作用速率下降，最后光合作用速率與呼吸作用速率相等，氧氣不再釋放，氧濃度不再增加 750

【解析】

卡爾文循環(huán)是光合作用中碳反應(yīng)的一部分。反應(yīng)場所為葉綠體內(nèi)的基質(zhì)。循環(huán)可分為三個(gè)階段：羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物會(huì)將吸收到的一分子二氧化碳通過一種叫1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一個(gè)五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上。此過程稱為二氧化碳的固定。這一步反應(yīng)的意義是，把原本并不活潑的二氧化碳分子活化，使之隨后能被還原。但這種六碳化合物極不穩(wěn)定，會(huì)立刻分解為兩分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者經(jīng)光反應(yīng)中生成的NADPH[H]還原，此過程需要消耗ATP，產(chǎn)物是3-磷酸丙糖。3-磷酸甘油酸后來經(jīng)過一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，一個(gè)碳原子將會(huì)被用于合成葡萄糖而離開循環(huán)。剩下的五個(gè)碳原子經(jīng)一系列變化，最后再生成一個(gè)1，5-二磷酸核酮糖，循環(huán)重新開始。循環(huán)運(yùn)行六次，生成一分子的葡萄糖。

（1） 一分子二氧化碳通過一種叫1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一個(gè)五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上進(jìn)入循環(huán)。

若用字母“C”和一個(gè)箭頭標(biāo)示出二氧化碳在哪里進(jìn)入循環(huán)。用字母“P”和一個(gè)箭頭標(biāo)示出光合作用產(chǎn)物在哪里離開循環(huán)，如下圖：

（2）3-磷酸甘油酸經(jīng)光反應(yīng)中生成的NADPH【H】還原，此過程需要消耗ATP，產(chǎn)物是3-磷酸丙糖，后來經(jīng)過一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，一個(gè)碳原子將會(huì)被用于合成葡萄糖而離開循環(huán)。

（3） 如果光突然消失，圖中卡爾文循環(huán)的三碳化合物B會(huì)首先減少。因?yàn)橹圃烊�碳化合�?/span>B，必須要由光反應(yīng)提供的能量和還原劑。

（4）在圖2中乙處給予光照時(shí)，光反應(yīng)開始，ATP含量增加。在丙處添加CO2時(shí)，分析短時(shí)間內(nèi)C5的消耗增加，來源不變，最終導(dǎo)致C5的減少。

（5）因?yàn)榄h(huán)境中積累了較多的CO2，在光照開始時(shí)，光合作用速率大于呼吸作用速率，氧氣釋放，氧濃度稍有增加；一段時(shí)間后，容器中CO2減少，光合作用速率下降，最后光合作用速率與呼吸作用速率相等，氧氣不再釋放，氧濃度不再增加。

（6）根據(jù)題意和圖2可以知道，根據(jù)前4分鐘可可以計(jì)算出呼吸作用的速率為（210-200）/4=2.5，在圖2中丁處給予適宜條件，使溶解氧的變化如圖中的b，此時(shí)的凈光合速率為（280-260）/（11-9）=10，真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率=2.5+10=12.5（微摩爾/分），預(yù)計(jì)1小時(shí)后，實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量為12.5×60=750微摩爾。