Question

【題目】下列表示的是某成熟植物細胞代謝的某些過程，請根據題意回答問題。（圖中數字代表物質，a、b、c代表細胞器）。

（1）該植物細胞發生滲透吸水的外在條件是___________________________________。

（2）與光合作用有關的色素存在于細胞器_________（用字母表示），分離色素的方法是____。

（3）圖中⑤代表的物質其分子結構簡式是_____________________。

（4）將一株植物放置于密閉的容器中，用紅外測量儀進行測量，測量時間均為1小時，測定的條件和結果如圖乙所示（數據均在標準狀況下測得），據此回答：

在25℃、2klx光照條件下，該植物10小時光合作用積累的葡萄糖____________mg，若此時降低外界CO2的濃度，細胞質ATP、[H]含量會___________，在一定的溫度范圍內，溫度改變也會影響此植物的光合作用。請以該種植物為實驗材料，設計實驗驗證溫度對該植物凈光合作用的影響。_____________________（要求簡要寫出實驗思路和預期結果）

Answer 1

【答案】細胞液（a）中濃度大于外界溶液濃度 b 紙層析法 A―P～P～P 300mg 增加 將該植物隨機均分為兩組，編號為甲、乙；甲放入15℃密閉的容器中，乙放入25℃密閉的容器中，兩組給予相同且適宜濃度的CO2，在3千勒克司光照條件下培養；每隔1小時，用紅外測量儀測量容器中CO2含量的變化。預期可能的實驗結果甲組密閉容器中CO2變化量小于乙組。

【解析】

根據題意和圖示分析可知：

1、在甲圖中細胞器b吸收光照，將①②轉變成葡萄糖，可推知：細胞器b是葉綠體，①是水分子、②是二氧化碳；同時可以推知：細胞器a具有調節滲透壓的功能，是液泡；K+在⑤協助下進入細胞中，可推知⑤是能量；葡萄糖變成④，并加入c與③生成⑤⑥，可推知：細胞器c是線粒體、③是氧氣、④是丙酮酸、⑥是二氧化碳。

2、據圖乙分析，縱坐標上二氧化碳的吸收量表示凈光合作用吸收二氧化碳的量，在光照強度為0kLx時，曲線與縱坐標相交點表示呼吸作用強度。真正光合作用強度=凈光合作用強度+呼吸作用強度，積累葡萄糖的量=凈光合作用生成葡萄糖的量。

（1）細胞器a具有調節滲透壓的功能，是液泡。植物細胞發生滲透吸水的外在條件是細胞液（a）中濃度大于外界溶液濃度。

（2）綠色植物進行光合作用的細胞器是葉綠體，細胞器b是葉綠體。分離色素時，用紙層析法，不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越大，隨著層析液擴散的速度越快。

（3）圖中⑤代表的物質是ATP，其分子結構簡式是A―P～P～P。

（4）若該植物在充分光照下積累的有機物都是葡萄糖，在25℃、2千勒克司光照條件下，求該植物在充分光照下10小時總共積累葡萄糖，這道題要求的是凈光合作用量。由于圖乙中縱座標中的數值為凈光合作用量，所以就可以由圖中數據直接推算。22.4mL二氧化碳換算為1mmol二氧化碳，根據光合作用反應式可知，產生的葡萄糖為1/6mmol，換算后應為10×1/6×180=300mg。

降低外界CO2的濃度，光合作用中二氧化碳固定生成C3含量降低，C3還原利用ATP、[H]減少，光反應生成ATP、[H]不變，所以細胞質中ATP、[H]含量會增加。

驗證溫度對該種植物凈光合作用的影響實驗，自變量是溫度，因變量是植物凈光合作用強度，無關變量是光照強度、CO2濃度等。實驗可設置成15℃、25℃兩組溫度，將兩組植物分別放入密閉的容器中，給與相同且適宜濃度的CO2，在3千勒克司光照條件下培養，每隔1小時，用紅外測量儀測量容器中CO2含量的變化。預期可能的實驗結果是在15℃條件下培養的植物密閉容器中CO2變化量小于25℃，從而證明了在一定的溫度范圍內，溫度改變會影響此植物的光合作用。