Question

【題目】沙棘耐干旱、耐鹽堿，抗風沙能力強，被廣泛用于水土保持。如圖表示在光照下沙棘葉肉細胞內發生的一系列反應。科研人員利用“間隙光”（光照20秒、黑暗20秒交替進行）處理沙棘葉肉細胞12小時，并用靈敏傳感器記錄環境中O2和CO2的變化，部分結果如圖．請回答下列問題：

（1）圖1中進行②過程的場所為______，產生[H]的過程有______（填數字），消耗[H]的過程有______（填數字）。干旱缺水初期，首先影響的過程是______（填數字）。

（2）給葉肉細胞提供14CO2，則暗反應過程中放射性依次出現的物質是______（用“→”表示）。當圖1中②的速率等于③的速率時，單位時間光合作用產生ATP的量______（填大于、等于或小于） 呼吸作用產生ATP的量。

（3）據圖2可知，黑暗開始后CO2吸收速率保持短時間穩定再迅速下降，CO2吸收速率保持穩定的主要原因是______。

（4）B點光反應速率______（填大于、等于或小于）暗反應速率；D點光合作用速率______（填大于、等于或小于）細胞呼吸速率。與連續光照6小時，再連續暗處理6小時相比，“間隙光”處理12小時的光合產物______（填較多、相等或較少）。推測BC段出現的原因是暗反應提供的______限制了光反應。

Answer 1

【答案】葉綠體基質 ①③ ②③ ② CO2→C3→（CH2O） 大于 光反應產生的ATP和[H] 大于 大于 較高 ADP和Pi（NADP+）

【解析】

據圖分析，圖1中，①表示光反應過程中ATP的形成過程；②表示暗反應過程；③表示有氧呼吸三個階段產生ATP的過程，④表示需要消耗能量的各項生命活動。

光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成；光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物。

（1）根據以上分析已知，②表示暗反應過程，發生在葉綠體基質中；圖中①光反應和③有氧呼吸的第一、二階段都可以產生[H]；②暗反應和③有氧呼吸第三階段都需要消耗[H]；在干旱缺水初期，植物關閉氣孔，降低了對CO2的吸收，所以要影響光合作用暗反應階段②。

（2）給葉肉細胞提供14CO2，CO2參與光合作用首先進行CO2的固定生成C3，再參與C3的還原生成（CH2O），所以放射性依次出現的物質是CO2→C3→（CH2O）；

由于光合作用合成的有機物進行呼吸作用時，大部分的能量以熱能的形式釋放，所以當②光合作用暗反應的速率等于③呼吸的速率時，單位時間光合作用產生ATP的量大于呼吸作用產生ATP的量。

（3）由于光反應產生的ATP和[H]，在黑暗開始后還能維持一段時間的暗反應，所以黑暗開始后CO2吸收速率保持短時間穩定。

（4）B點剛剛開始光照，O2的釋放速率大于CO2的吸收速率，所以光反應速率大于暗反應速率；D點植物在釋放O2，吸收CO2，所以光合作用速率大于呼吸作用速率；

由圖可知，凈光合速率一瞬間為8單位，隨即變成3單位，呼吸作用速率為3單位，而如果連續光照和連續黑暗，就不會出現光合速率突然增大的情況，所以“間隙光”處理的光合產量大于連續處理的光合產量，光合產物較多；

BC段光反應降低，說明暗反應為光反應提供的ADP和Pi（NADP+）的數量有限。