Question

【題目】植物的葉肉細(xì)胞在光下合成糖，以淀粉的形式儲(chǔ)存。通常認(rèn)為若持續(xù)光照，淀粉的積累量會(huì)增加。但科研人員有了新的發(fā)現(xiàn)。

（1）葉肉細(xì)胞吸收的CO2，在____________中被固定形成C3，C3在____________階段產(chǎn)生的____________的作用下，形成三碳糖，進(jìn)而合成__________進(jìn)行運(yùn)輸，并進(jìn)一步合成淀粉。

（2）科研人員給予植物48小時(shí)持續(xù)光照，測(cè)定葉肉細(xì)胞中的淀粉量，結(jié)果如圖1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映出淀粉積累量的變化規(guī)律是____________。

（3）為了解釋（2）的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，研究人員提出了兩種假設(shè)。

假設(shè)一：當(dāng)葉肉細(xì)胞內(nèi)淀粉含量達(dá)到一定值后，淀粉的合成停止。

假設(shè)二：當(dāng)葉肉細(xì)胞內(nèi)淀粉含量達(dá)到一定值后，淀粉的合成與降解同時(shí)存在。

為驗(yàn)證假設(shè)，科研人員測(cè)定了葉肉細(xì)胞的CO2吸收量和淀粉降解產(chǎn)物——麥芽糖的含量，結(jié)果如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持上述哪一種假設(shè)？請(qǐng)運(yùn)用圖中證據(jù)進(jìn)行闡述。________________________________________________________________________。

（4）為進(jìn)一步確定該假設(shè)成立，研究人員在第12小時(shí)測(cè)得葉肉細(xì)胞中的淀粉含量為a，為葉片光合作用通入僅含13C標(biāo)記的13CO2四小時(shí)，在第16小時(shí)測(cè)得葉肉細(xì)胞中淀粉總量為b，13C標(biāo)記的淀粉含量為c。若淀粉量a、b、c的關(guān)系滿足____________（用關(guān)系式表示），則該假設(shè)成立。

Answer 1

【答案】葉綠體基質(zhì) 光反應(yīng) ATP和[H] 蔗糖 最初一段時(shí)間內(nèi)，隨著持續(xù)光照時(shí)間增加而逐漸增加，之后幾乎不增加 支持假設(shè)二。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，葉肉細(xì)胞持續(xù)（或并未停止）吸收CO2，淀粉降解量快速增加，說(shuō)明合成和降解同時(shí)存在 b-a<c（b<a+c）

【解析】

光合作用可以分為兩個(gè)階段，即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。

光反應(yīng)必須在光下才能進(jìn)行，類囊體薄膜上的光合色素吸水光能，完成水的光解和ATP的合成；暗反應(yīng)有光無(wú)關(guān)都可以進(jìn)行，由光反應(yīng)提供ATP和還原氫，在葉綠體基質(zhì)完成CO2的固定和C3的還原。

（1）葉肉細(xì)胞吸收的CO2，在葉綠體基質(zhì)參中與光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程，CO2首先與C5結(jié)合生成C3，在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下被還原，生成蔗糖，進(jìn)一步合成淀粉。

（2）由圖分析可知，0~24小時(shí)內(nèi)，淀粉積累量隨著持續(xù)光照時(shí)間增加而逐漸增加，24小時(shí)后幾乎不增加。

（3）葉肉細(xì)胞的CO2吸收量代表光合作用中淀粉的合成量，麥芽糖的含量代表淀粉的分解量。分析圖2可知，CO2吸收量基本不變，即淀粉的合成沒(méi)有停止，而從6小時(shí)開(kāi)始麥芽糖的含量逐漸增加，說(shuō)明淀粉在不斷分解，即淀粉合成和降解同時(shí)存在，故支持假設(shè)二。

（4）第12小時(shí)測(cè)得葉肉細(xì)胞中的淀粉含量為a，第16小時(shí)測(cè)得葉肉細(xì)胞中淀粉總量為b，則b-a代表通入13CO2的四小時(shí)內(nèi)淀粉的積累量，若小于這四小時(shí)內(nèi)淀粉合成總量c，即b-a<c，則說(shuō)明一部分淀粉被分解，假設(shè)二成立。