Question

【題目】圖甲表示某種植物葉肉細胞的蔗糖與淀粉合成代謝途徑（三碳糖磷酸進一步轉化形成葡萄糖），其葉綠體內膜上的磷酸轉運器所轉運的兩種物質嚴格按照1：1的量進行：圖乙研究光照強度變化對某植物葉肉細胞的O2釋放速率和CO2吸收速率的影響（單位：μmo1/m2·s）；下表內數據表示科研人員研究冬季大棚中的番茄和草莓，在保持兩種植物生長所需的水分、肥料等相同且適宜的條件下，每天14：00—15：00觀察并測定光合速率，據題意信息回答下列問題。

	番茄			草莓
空氣質量級別	棚溫℃	光合有效輻射 μmo1/m2·s	光合速率 μmo1/m2·s	棚溫℃	光合有效輻射 μmo1/m2·s	光合速率 μmo1/m2·s
二級良	25.6	987	20.4	27.3	994	20.11
二級輕度污染	23.4	746	19.6	26.1	785	18.72
四級中度污染	23.5	477	17.1	26.1	428	17.41
五級重度污染	22.2	325	11.8	24.6	458	10.10

注：光合有效輻射是指綠色植物進行光合作用過程中。能夠被光合色素吸收并轉化的太能輻射能量。

(1)圖甲碳同化循環（卡爾文循環）過程中，二氧化碳與五碳化合物結合的反應屬于___________過程；據表格信息，當空氣質量由三級升為四級時，導致植物光合速率下降的主要因素是__________，光反應為暗反應提供的___________（填圖甲中數字標號）減少。當污染進一步加劇到五級時，導致草莓光合速率下降的主要因素是_________。因此，當存在空氣質量污染時，要根據不同情況采取不同措施來維持植物的光合速率以提高產量。

(2)圖甲中，葉綠體內膜上的磷酸轉運器，每轉入一分子磷酸必定同時運出一分子____________。若單位時間內離開卡爾文循環的三碳糖磷酸的數量大于磷酸轉運器轉運Pi的數量，則__________（填“有利于”或“不利于”）葉綠體內淀粉的合成。

(3)圖乙中，強光照開始時，氧氣的釋放速率__________，此時葉肉細胞中產生ATP的細胞結構有___________。

(4)圖乙中，A點光合作用速率___________（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率，此時ADP在葉綠體中的移動方向是____________________。

Answer 1

【答案】固定（或CO2固定） 光合有效輻射降低（或光合有效輻射或光） ①和② 棚溫下降（或棚溫或溫度） 三碳糖磷酸 不利于 增大 細胞質基質、線粒體和葉綠體（或細胞質基質、線粒體基質、線粒體內膜和葉綠體） 大于 由葉綠體基質到類囊體薄膜

【解析】

1. 影響光合作用的環境因素。（1）溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當溫度低于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而加強，當溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱。（2）二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強。當二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。（3）光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度的增加而增強。當光照強度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。

2.圖甲表示植物葉肉細胞光合作用的光反應、碳反應以及蔗糖與淀粉合成代謝途徑，合成淀粉的場所是葉綠體基質。根據對光照的要求可以將光合作用分為光反應和暗反應兩個階段，光反應發生的條件是必須有光，暗反應有光無光都可以進行。光反應可以為暗反應提供[H]和ATP，暗反應可以分為二氧化碳的固定和三碳化合物的還原兩個過程。圖中①為[H]、②ATP、③ADP。圖中葉綠體內膜上的磷酸轉運器轉運出1分子三碳糖磷酸的同時轉運進1分子Pi（無機磷酸），合成蔗糖的場所是細胞溶膠即細胞質基質。

據表該實驗的自變量是空氣質量指數及植物的種類，因變量是光合速率，探究的題目是空氣質量指數對番茄和草莓光合作用的影響。表中數據表明空氣質量可以影響大棚內的溫度、光照強度和植物的光合速率。

（1）圖甲碳同化循環（卡爾文循環）過程中，二氧化碳與五碳化合物結合的反應屬于CO2固定過程，分析表格可知，當空氣質量級別由三級輕度污染升為四級中度污染時，棚溫不變，但是光合有效輻射下降，這將抑制光反應，為暗反應提供的①[H]、②ATP減少，最終導致有機物合成減少。

（2）根據圖示，每運入一分子磷酸必定運出一分子三碳糖磷酸，兩者同時進行。若單位時間內離開卡爾文循環的三碳糖磷酸的數量大于磷酸轉運器轉運Pi的數量，則識圖分析可知，導致葉綠體基質內的三碳糖磷酸減少，那么用于導致淀粉的生成減少，因此不利于葉綠體內淀粉的合成。

（3）光反應主要受光照影響，圖乙中強光照開始時，光反應速率加快，水的光解增強，氧氣釋放速率增大。此時光合作用與呼吸作用都可以產生ATP，因此產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體。

（4）據圖乙分析可知，A點時兩條曲線重合，表示整個植株光合作用釋放的氧氣量等于呼吸作用釋放的二氧化碳量，但植物體內還有不能進行光合作用的細胞還要進行呼吸作用消耗有機物，所以A點時葉肉細胞的光合速率大于呼吸速率。此時ADP在葉綠體中的移動方向是由葉綠體基質到類囊體薄膜。