Question

【題目】下圖是探究光合作用歷程中科學家恩格爾曼和魯賓。卡門做的相關實驗。請用所學知識回答相關問題。

（1）實驗一的過程中________（填需要或不需要）隔絕空氣。若某人用另一種細菌做該實驗，卻發現細菌在葉綠體的受光部位分布最少，最可能的原因是_______________。

（2）實驗二通過同位素標記的方法探究光合作用中釋放的氧氣的來源，圖中X、Y物質分別為_______，A、B物質的相對分子質量的比值為______________。

（3）光合作用過程中，Rubisco酶可催化C5+CO3——C3的反應。在強光條件下，當O2/CO2的值較高時，該酶還能催化C3與O2反應，經一系列變化后到線粒體中生成CO2。這種植物在光下吸收O2產生CO2的現象稱為光呼吸。

①光呼吸與光合作用都利用了________為原料，且光合作用在暗反應的_________階段實現了該物質的再生。

②夏季中午，小麥、水稻會出現明顯的光呼吸現象，請解釋原因：__________________。

Answer 1

【答案】需要 該細菌為厭氧細菌 CO2、H218O 8：9 C5 C3的還原 夏季中午光照過強，葉片蒸騰作用過于旺盛時，氣孔關閉，O2/CO2的值較高，Rubisco酶催化C5與O2反應的過程加快，光呼吸現象明顯

【解析】

（1）直到18世紀中期，人們一起以為只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。

（2）1771年，英國的普利斯特利的實驗證實：植物可以更新因蠟燭燃燒或小白鼠呼吸而變得污濁的空氣。

（3）1779年，荷蘭的英格豪斯證明了植物體的綠葉在更新空氣中不可缺少。

（4）1785年，隨著空氣組成成分的發現，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。

（5）1864年，德國的薩克斯的實驗證實了光合作用的產物除氧氣外還有淀粉。

（6）1939年，美國的魯賓和卡門利用同位素標記法證明了光合作用釋放的氧氣來自水。

（7）20世紀40年代，美國的卡爾文，利用同位素標記技術最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑。

（1）實驗一的目的是要探究光合作用產生氧氣的部位，實驗中是通過好氧性細菌來檢測的，若不隔絕空氣則顯示不出好養細菌的移動，因此實驗中需要隔絕空氣，而且需要好氧性細菌。若某人用另一種細菌做該實驗，卻發現細菌在葉綠體的受光部位分布最少，只可能是實驗中用的細菌類型為厭氧細菌。

（2）實驗二目的是通過同位素標記的方法探究光合作用中釋放的氧氣的來源，實驗二中的兩組實驗是用同位素標記不同的物質來設計的對照，圖中兩支試管中的物質分別是C18O2、H2O與CO2、H218O，因此X、Y物質分別為CO2、H218O，A、B為兩組實驗產生的氧氣，因為光合作用的氧氣來自于水，因此A、B物質的相對分子質量的比值為8：9。

（3）由題意可知，①光呼吸與光合作用都以C5 為原料，且在光合作用的暗反應階段經過C3的還原實現了該物質的再生。

②夏季中午，光照過強，葉片蒸騰作用過于旺盛時，氣孔關閉，導致產生的氧氣無法O2/CO2的值較高，即O2氧氣濃度高，而CO2少，具備了光呼吸進行的條件，因此小麥、水稻會出現明顯的光呼吸現象。