Question

某生物小组利用图1装置在光合作用最适温度（25℃）下培养某植株幼苗，通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的O₂释放速率来测量光合速率，结果如图2所示。请据图回答：

（1）提取该绿色植物叶片中的色素，常用无水乙醇、二氧化硅和______。用纸层析法分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是_______。叶绿素主要吸收的是可见光中的_______。

（2）光照条件下植物吸收的CO₂在______（细胞具体结构）中参与反应，而在黑暗、氧气充足条件下CO₂是由____（细胞具体结构）中释放的。光照条件下，根尖细胞内合成ATP的场所除线粒体外还有______。

（3）曲线中t₁～t₄时段，玻璃罩内CO₂浓度最高点和最低点依次是___和____；t₄时补充CO₂，此时叶绿体内C₃的含量将___。

（4）根据测量结果t₃时玻璃罩内O₂的量与t₀时相比增加了64mg，此时植株积累葡萄糖的量为____mg。

Answer

碳酸钙（CaCO3） 叶绿素a 红光和蓝紫光 叶绿体基质 线粒体基质 细胞质基质 t2 t4 增多 60

【解析】试题分析：本题以图文结合的形式，综合考查学生对光合作用和呼吸作用的过程以及影响光合作用的环境因素等相关知识的熟记和理解能力。图2中O2释放速率表示净光合速率，根据“净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率”的关系式，分析曲线的变化趋势所蕴含的生物学信息及其形成原因。在此基础上结合题意并围绕绿叶中色素的提取、光合作用、细胞呼吸的知识对各问题情境进行分析解答。

(1)提取绿色植物叶片中的色素，常用无水乙醇、二氧化硅和碳酸钙（CaCO3）。用纸层析法分离色素时，叶绿素a在层析液中溶解度较叶绿素b大。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。

(2)光照条件下植物吸收的CO2在叶绿体基质中参与光合作用的暗反应。在黑暗、氧气充足条件下，细胞进行有氧呼吸，CO2产生于在线粒体基质中进行的有氧呼吸的第二阶段。根尖细胞没有叶绿体，因此在光照条件下不能进行光合作用，而是通过呼吸作用合成ATP，呼吸作用的场所是细胞质基质和线粒体。

(3)分析图2可知：纵坐标O2释放速率表示净光合速率，而净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，据此可判断，在t1～t2时段，O2释放速率小于零，说明实际光合速率小于呼吸速率，玻璃罩内CO2浓度不断升高，在t2时刻达到最高点；在t2～t4时段，O2释放速率大于零，说明实际光合速率大于呼吸速率，玻璃罩内CO2浓度不断降低，在t4时刻达到最低点。t4时补充CO2，导致暗反应阶段中的CO2固定过程加快，此时叶绿体内C3的含量增多。

(4)已知t3时玻璃罩内O2的量与t0时相比增加了64mg，依据如下的反应式将其换算为葡萄糖的积累量，则有64×180÷（6×32）＝60mg。

【点睛】本题的易错点在于：①忽略了根尖细胞内没有叶绿体，而将光下根尖细胞内合成ATP的场所错答成：叶绿体、细胞质基质和线粒体；②对实际光合速率、净光合速率、呼吸速率这三者之间的关系模糊不清：在光下植物同时进行光合作用和细胞呼吸，CO2的吸收速率或O2释放速率是指单位时间内，植物从外界环境中吸收的CO2量或释放到环境中的O2量，代表植物的净光合速率，此时实际光合速率表示为：实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。