Question

【題目】科學(xué)家從海藻的光合作用中獲得了電流，利用活的海藻作為能量來源，設(shè)計(jì)出一款超級(jí)低碳的節(jié)能燈——海藻燈。甲圖是海藻中的某種綠藻光合作用過程示意圖（字母代表結(jié)構(gòu)，數(shù)字代表相應(yīng)物質(zhì)），請(qǐng)回答下列問題：

（1）甲圖中②的中文名稱是_____________，綠藻含有豐富的葉綠素，葉綠素主要吸收____________光；綠藻利用光合作用產(chǎn)生電能的場(chǎng)所是甲圖中的____________。

（2）為探究不同因素對(duì)該種綠藻光合速率的影響，某研究小組將在富含CO2的海水和自然海水中的綠藻，分別給予不同光照強(qiáng)度，測(cè)定該種綠藻的凈光合作用速率（其他各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)條件均為最適條件），實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果如圖乙所示：

①該實(shí)驗(yàn)的自變量是________________________。

②乙圖中B點(diǎn)限制該種綠藻光合作用速率的因素是_______________，與在自然海水中相比，該種綠藻在富含CO2的海水中的光飽和點(diǎn)（光飽和點(diǎn)指光合作用速率達(dá)到最大值時(shí)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度）增大，其原因是________________________。

③在富含CO2的海水中，光照處理12h（平均光照強(qiáng)度大于8kLx），黑暗處理12h，則經(jīng)過一晝夜，該種綠藻的有機(jī)物質(zhì)量_______________（填“增加”、“減少”、或“不變”）。

Answer 1

【答案】三磷酸腺苷（或者：腺苷三磷酸） 紅光和藍(lán)紫光 葉綠體的基粒（或葉綠體的類囊體薄膜或A） 光照強(qiáng)度、CO2濃度 光照強(qiáng)度和CO2濃度 CO2濃度升高加快了暗反應(yīng)過程對(duì)光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]和ATP的利用，從而促進(jìn)光反應(yīng)，使植物能吸收更多的光能 增加

【解析】

1.依題意并分析圖甲可知：結(jié)構(gòu)A所示的類囊體薄膜是光反應(yīng)的場(chǎng)所，在光反應(yīng)中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是光能轉(zhuǎn)變成ATP和NADPH中的化學(xué)能；②為ATP，結(jié)構(gòu)B所示的葉綠體基質(zhì)是卡爾文循環(huán)（或碳反應(yīng)）進(jìn)行的場(chǎng)所；在碳反應(yīng)中，CO2先與RUBP（C5）結(jié)合生成三碳酸分子，三碳酸分子接受ATP水解釋放的能量，被NADPH還原為三碳糖，該變化屬于吸能反應(yīng)；可見，物質(zhì)③為三碳糖，由CO2生成③的過程稱為卡爾文循環(huán)（或碳反應(yīng)）。

2.由題意和題圖乙可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度，因變量是凈光合速率，因此實(shí)驗(yàn)的目的是探究二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度對(duì)凈光合速率的影響，由題圖可知，富含二氧化碳的海水中，光的補(bǔ)償點(diǎn)是2klx，飽和點(diǎn)是8klx，光照飽和時(shí)的凈光合速率是12mmol/m3·h，自然海水中，光的補(bǔ)償點(diǎn)是3klx，飽和點(diǎn)是7klx左右，光照飽和時(shí)的凈光合速率是6mmol/m3·h，兩種二氧化碳濃度條件下呼吸作用強(qiáng)度相同，都是4mmol/m3·h；實(shí)際光合作用強(qiáng)度=凈光合作用強(qiáng)度+呼吸作用強(qiáng)度。

（1）甲圖中②表示ATP，其中文名稱為三磷酸腺苷（或者：腺苷三磷酸）；綠藻中的葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光；綠藻利用光合作用產(chǎn)生電能的場(chǎng)所是甲圖中的葉綠體的基粒（或葉綠體的類囊體薄膜或A）。

（2）①由題意和題圖可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度。

②B點(diǎn)是自然海水中光照強(qiáng)度為達(dá)到飽和時(shí)的點(diǎn)，在同一光照強(qiáng)度下，二氧化碳濃度升高，凈光合速率增大，在同一二氧化碳濃度下，光照增強(qiáng)，凈光合速率增大，因此限制該點(diǎn)光合作用強(qiáng)度的因素是二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度；與在自然海水中相比，該種綠藻在富含CO2的海水中的光飽和點(diǎn)（光飽和點(diǎn)指光合作用速率達(dá)到最大值時(shí)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度）增大，其原因是CO2濃度升高加快了暗反應(yīng)過程對(duì)光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]和ATP的利用，從而促進(jìn)光反應(yīng)，使植物能吸收更多的光能。

③由題圖曲線可知，在富含CO2的海水中，光照強(qiáng)度不低于8klx，凈光合作用強(qiáng)度是12，光照處理12h（平均光照強(qiáng)度大于8kLx），黑暗處理12h，則每立方米的水體中，二氧化碳的吸收量是12×12=144mmol，黑暗處理12h二氧化碳釋放量是12×4=48mmol，二氧化碳一晝夜吸收大于釋放，所以該種綠藻的有機(jī)物質(zhì)量增加了。