Question

【题目】研究人员以正常生长的大豆为实验材料，进行了如图所示的研究。甲图为从豆叶中提取、分离得到的四种色素，乙图反映的是某一温度下光照强度对光合速率的影响，丙图选取生理状态良好的大豆植株，保持温度（30℃）、CO2浓度等恒定，测定不同光照强度条件下O2和CO2的释放量。回答下列问题：

(1)甲图中溶解度最大的色素是_____________。如果用一直生长于缺镁环境中的大豆叶提取、分离色素，与甲图相比，滤纸条上色素含量显著减少的有________（填序号）。

(2)若测定缺镁环境中生长的大豆（与正常情况下生长的植株大小基本相同）的光合速率与光照强度的关系，与乙图相比，B点位置变化情况是_______(填"左移","右移"或"不移动")。

(3)光反应产生的O2扩散到邻近细胞的线粒体中被利用至少要经过________层生物膜。从图丙可知，在光照强度为8千勒克斯（klx）时植物合成的葡萄糖的速率为________mgm﹣2h﹣1。在光照强度为 12千勒克斯（klx）时根尖细胞中产生ATP的细胞结构的是__________。

Answer 1

【答案】Ⅰ胡萝卜素 Ⅲ、Ⅳ 右移 6 240 细胞质基质、线粒体

【解析】

图甲中，Ⅰ是胡萝卜素、Ⅱ为叶黄素、Ⅲ为叶绿素ａ、Ⅳ是叶绿素ｂ。

图乙中，Ａ点表示光照强度为0时，只进行呼吸作用。Ｂ点为光补偿点，Ｃ点为光饱和点。

图丙中，在光照强度为0时，只有二氧化碳的释放，不消耗氧气，说明只进行呼吸作用；在光照强度为4千勒克斯（klx）时，没有气体释放，说明此时光合作用等于呼吸作用；在光照强度为8或12千勒克斯（klx）时，光合作用强度大于呼吸作用。

(1)甲图色素带从上往下依次是胡萝卜素（Ⅰ）、叶黄素（Ⅱ）、叶绿素ａ（Ⅲ）、叶绿素ｂ（Ⅳ）。不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸上扩散得快，溶解度小的在滤纸上扩散得慢。胡萝卜素（Ⅰ）扩散距离最大，因此胡萝卜素（Ⅰ）的溶解度最大。镁元素是叶绿素的重要组成成分，所以缺镁会使叶片中叶绿素ａ和叶绿素ｂ的含量减少。因此，与甲图相比，滤纸条上色素含量显著减少的有叶绿素ａ（Ⅲ）、叶绿素ｂ（Ⅳ）。

(2)乙图中Ｂ点为光补偿点，即光合速率等于呼吸速率。缺镁环境，大豆叶片的叶绿素合成受阻，光合速率下降，但呼吸速率不变。因此，需要增大光照强度以提高其光合速率，使其等于呼吸速率，故B点位置应右移。

(3)光反应产生的O2被邻近细胞利用至少要经过叶绿体膜（2层）、该细胞的细胞膜（１层）、邻近细胞的细胞膜（１层）、线粒体膜（２层），共经过６层生物膜。从图丙可知，在光照强度为０千勒克斯（klx）时，释放的二氧化碳量为４molm﹣2h﹣1。在光照强度为8千勒克斯（klx）时，释放的氧气量为４molm﹣2h﹣1，因此实际光合作用产生氧气量为8molm﹣2h﹣1。因此，植物合成的葡萄糖的速率为：(8×1÷6)×180=240mgm﹣2h﹣1。根尖细胞中没有叶绿体，不会进行光合作用，因此只有呼吸作用会产生ATP。根细胞进行呼吸作用的场所是细胞质基质、线粒体。