Question

光合作用是地球上最重要的化學反應．光反應之所以能將光能固定并轉變為化學能，主要依賴于葉綠體中的奇妙裝置--光系統（photosystem）．光系統有葉綠體色素、蛋白質分子和光合作用的原初電子受體等組成．盡管每個光系統有200-300個葉綠素分子，但只有一個葉綠素a分子能被光能激發釋放一個電子傳遞給原初電子受體，該電子通過其他電子載體不斷被傳遞從而完成相關反應．如圖1表示光合作用的光反應過程，請據圖分析：

（1）結構Ⅰ表示

 

；結構Ⅱ表示

 

．
（2）物質B表示

 

；物質D表示

 

．
（3）該示意圖中含有

 

個光系統，②表示

 

．
（4）③表示

 

（物質）；如果植物某細胞葉綠體光合作用生成的氧氣被相鄰細胞的線粒體利用，則需要經過

 

層磷脂分子層．
（5）某研究小組利用如圖2裝置研究二氧化碳濃度和光照強度對大豆幼苗光合作用的綜合影響，其中NaHCO₃能穩定密閉容器中的CO₂濃度，實驗結果統計于下表．則光照強度為800Lx，二氧化碳濃度為0.03%時，大豆幼苗光合作用每小時產生葡萄糖為

 

摩爾．（假設毛細吸管內徑橫截面積為1.68ⅹ10^-5m²）

組別	光照/Lx	CO2/%	液滴移動/mm?h-1
1	0	0.03	左移15
…	…	…	…
6	800	0.03	右移65
7	1000	0.03	右移80
8	1000	0.05	右移105
9	1500	0.05	右移105
10	1500	0.03	右移80

（6）上述實驗中，由第6組狀態變化到第7組狀態時，大豆葉綠體內C₃和C₅化合物的含量變化是

 

．如果將實驗裝置中的NaHCO₃改為H₂O，則在光照強度為0時，實驗測得的數據指標是

 

值．

Answer 1

考點：光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化

專題：

分析：（1）圖1中：結構Ⅰ是類囊體腔，結構Ⅱ式類囊體膜，結構Ⅲ是葉綠體基質；①是光系統，②電子傳遞系統，③是ATP合成酶；A是水分子，B是水光解的產物氧氣和H⁺，C是NADP⁺，D是NADPH．
（2）圖2中碳酸氫鈉的作用是提供二氧化碳，所以氣體體積的增加量表示氧氣的增加量，可以代表植物的凈光合作用強度．

解答： 解：（1）結構Ⅰ是類囊體腔，結構Ⅱ式類囊體膜．
（2）物質B是水光解的產物氧氣和H+，物質D是NADPH．
（3）該圖中有兩個光系統；②是電子載體（電子受體、電子傳遞鏈）．
（4）③是ATP合成酶，如果植物某細胞葉綠體光合作用生成的氧氣被相鄰細胞的線粒體利用，則需要經過：類囊體薄膜→葉綠體內膜→葉綠體外膜→細胞膜→細胞膜→線粒體外膜→線粒體內膜，總共7層膜，14層磷脂分子層．
（5）光照強度為800Lx，二氧化碳濃度為0.03%時，液滴右移65厘米，說明凈光合作用是65，呼吸作用是15，則實際的光合作用是80cm，則產生的氧氣的體積為80×10^-3m×1.68×10^-5m²=1.344×10^-6m³=1.344×10^-3L，氧氣的物質的量為1.344×10^-3L÷22.4mol/L=6×10^-5，換成葡萄糖的量為：根據6O₂∽C₆H₁₂O₆，則葡萄糖的物質的量為10^-5．
（6）由第6組狀態變化到第7組狀態時，光照增強，則光反應增強，光反應的產物[H]和ATP增多，導致暗反應的三碳化合物的還原增強，消耗的三碳化合物增多，而三碳化合物的合成不變，則三碳化合物的含量減少；由于三碳化合物的還原增強，生成的五碳化合物增多，而五碳化合物的消耗不變，則五碳化合物的含量增多．如果將實驗裝置中的NaHCO₃改為H₂O，則呼吸作用消耗氧氣，產生二氧化碳，所以則在光照強度為0時，實驗測得的數據指標是大豆幼苗吸收氧氣和釋放二氧化碳的差．
故答案為：
（1）類囊體腔   類囊體膜      
（2）0₂+H⁺     NADPH
（3）2  電子載體（電子受體、電子傳遞鏈）      
（4）ATP合成酶   14
（5）10^-5       
（6）C₃含量下降，C₅含量上升    大豆幼苗吸收氧氣和釋放二氧化碳的差

點評：本題是知識點是呼吸作用和光反應、暗反應的反應物以及產物的考查，結合呼吸作用、光合作用的中光反應和暗反應的相關的知識點并對呼吸作用、光合作用的圖解過程或者呼吸作用、光合作用中的有關方程式清楚的理解是解題的關鍵．