Question

【題目】如圖是某植物在不同光照強度條件下的光合速率測量結果。光合速率以植株干重增加速率[mg/（單位葉面積·h）]表示，請回答下列問題。

（1）正常光照下，葉肉細胞內為還原提供能量的物質是_________。研究發現：該植物體內有種 Rubisco 酶是光合作用過程中的關鍵酶，它催化被固定的反應，可知該酶存在于葉綠體________中。

（2）條件下，1klx光照強度時，葉肉細胞中產生ATP的場所是________，5klx光照強度時的實際光合速率_______（>、=、<）P點代表的實際光合速率。

（3）據圖分析，P點以后限制光合速率增加的主要環境因素是__________。

（4）光強為光補償點時，葉肉細胞的光合速率大于該細胞的呼吸速率，理由是__________。條件下，光強高于光飽和點后，農作物的光合作用不再增強的原因是____________________。

Answer 1

【答案】ATP、NADPH（[H]） 基質 細胞質基質、葉綠體線粒體 = 溫度 該植物還有其他細胞只進行呼吸作用消耗有機物 環境中的濃度較低，導致暗反應限制了光反應

【解析】

光合作用可以分為光反應階段和暗反應階段，其中光反應階段在類囊體薄膜中進行，包括水的光解和ATP的合成，其產生的還原氫和ATP可以為暗反應提供反應條件，而暗反應在葉綠體基質進行。同時凈光合速率=真光合速率-呼吸速率。

（1）參與C3的還原需要的能量物質為ATP和還原氫；被固定的反應屬于暗反應階段，場所位于葉綠體基質；

（2）條件下，1klx光照強度時，圖中曲線對應的植物可以進行光合作用和呼吸作用，因此光合作用過程中，ATP的產生在光反應進行，場所包含葉綠體，進行有氧呼吸的過程中產生ATP的場所有細胞質基質和線粒體；由于實際的光合速率等于凈光合速率+呼吸速率，因此5klx光照強度時的實際光合速率為6+4=10 mg/（單位葉面積·h），而P點時，實際的光合速率為8+2=10 mg/（單位葉面積·h），所以相等；

（3）根據兩條曲線對比可以發現，P點以后曲線不再變化，但溫度為條件時，明顯曲線的光合作用速率可以升高，因此限制P點的環境因素主要為溫度；

（4）植物達到光補償點時，整株植物的光合作用速率=呼吸作用速率，此時葉肉細胞中進行的光合作用需要平衡整株植物的所有細胞的呼吸作用，因此在葉肉細胞內部光合速率大于呼吸速率；達到光飽和點時，光合作用的限制因素不再是光照，是由于此時暗反應限制了光反應的進行，可能原因為環境中的濃度較低，導致暗反應限制了光反應。