Question

【題目】研究人員以正常生長的大豆為實驗材料，進行了如圖所示的研究。甲圖為從豆葉中提取、分離得到的四種色素，乙圖反映的是某一溫度下光照強度對光合速率的影響，丙圖選取生理狀態良好的大豆植株，保持溫度（30℃）、CO2濃度等恒定，測定不同光照強度條件下O2和CO2的釋放量。回答下列問題：

(1)甲圖中溶解度最大的色素是_____________。如果用一直生長于缺鎂環境中的大豆葉提取、分離色素，與甲圖相比，濾紙條上色素含量顯著減少的有________（填序號）。

(2)若測定缺鎂環境中生長的大豆（與正常情況下生長的植株大小基本相同）的光合速率與光照強度的關系，與乙圖相比，B點位置變化情況是_______(填"左移","右移"或"不移動")。

(3)光反應產生的O2擴散到鄰近細胞的線粒體中被利用至少要經過________層生物膜。從圖丙可知，在光照強度為8千勒克斯（klx）時植物合成的葡萄糖的速率為________mgm﹣2h﹣1。在光照強度為 12千勒克斯（klx）時根尖細胞中產生ATP的細胞結構的是__________。

Answer 1

【答案】Ⅰ胡蘿卜素 Ⅲ、Ⅳ 右移 6 240 細胞質基質、線粒體

【解析】

圖甲中，Ⅰ是胡蘿卜素、Ⅱ為葉黃素、Ⅲ為葉綠素ａ、Ⅳ是葉綠素ｂ。

圖乙中，Ａ點表示光照強度為0時，只進行呼吸作用。Ｂ點為光補償點，Ｃ點為光飽和點。

圖丙中，在光照強度為0時，只有二氧化碳的釋放，不消耗氧氣，說明只進行呼吸作用；在光照強度為4千勒克斯（klx）時，沒有氣體釋放，說明此時光合作用等于呼吸作用；在光照強度為8或12千勒克斯（klx）時，光合作用強度大于呼吸作用。

(1)甲圖色素帶從上往下依次是胡蘿卜素（Ⅰ）、葉黃素（Ⅱ）、葉綠素ａ（Ⅲ）、葉綠素ｂ（Ⅳ）。不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的在濾紙上擴散得快，溶解度小的在濾紙上擴散得慢。胡蘿卜素（Ⅰ）擴散距離最大，因此胡蘿卜素（Ⅰ）的溶解度最大。鎂元素是葉綠素的重要組成成分，所以缺鎂會使葉片中葉綠素ａ和葉綠素ｂ的含量減少。因此，與甲圖相比，濾紙條上色素含量顯著減少的有葉綠素ａ（Ⅲ）、葉綠素ｂ（Ⅳ）。

(2)乙圖中Ｂ點為光補償點，即光合速率等于呼吸速率。缺鎂環境，大豆葉片的葉綠素合成受阻，光合速率下降，但呼吸速率不變。因此，需要增大光照強度以提高其光合速率，使其等于呼吸速率，故B點位置應右移。

(3)光反應產生的O2被鄰近細胞利用至少要經過葉綠體膜（2層）、該細胞的細胞膜（１層）、鄰近細胞的細胞膜（１層）、線粒體膜（２層），共經過６層生物膜。從圖丙可知，在光照強度為０千勒克斯（klx）時，釋放的二氧化碳量為４molm﹣2h﹣1。在光照強度為8千勒克斯（klx）時，釋放的氧氣量為４molm﹣2h﹣1，因此實際光合作用產生氧氣量為8molm﹣2h﹣1。因此，植物合成的葡萄糖的速率為：(8×1÷6)×180=240mgm﹣2h﹣1。根尖細胞中沒有葉綠體，不會進行光合作用，因此只有呼吸作用會產生ATP。根細胞進行呼吸作用的場所是細胞質基質、線粒體。