Question

【題目】某生物興趣小組利用某種綠藻進(jìn)行了光合作用和呼吸作用的多項(xiàng)研究。圖1表示在兩種二氧化碳濃度條件下，綠藻光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系曲線；圖2是表示將綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉的容器中， 在保持一定的pH值和溫度的情況下，給予不同條件時細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖；下表中數(shù)據(jù)是在不同溫度下對綠藻光合速率和呼吸速率測量的結(jié)果，請分析回答：

溫度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2(mg/h)	1.00	1.75	2.50	3.25	3.75	3.50	3.00
黑暗下釋放CO2(mg/h)	0.50	0.75	1.00	1.50	2.25	3.00	3.50

（1）在圖1中的a點(diǎn)時，細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有_______。若由b點(diǎn)條件突然變?yōu)?/span>c點(diǎn)時，綠藻細(xì)胞中C3的含量________。

（2）據(jù)圖2分析，該綠藻細(xì)胞的平均呼吸速率為_______微摩爾/分。在乙處光照一段時間后，溶解氧濃度保持相對穩(wěn)定的原因是_______。若在圖2中丁處加入使光反應(yīng)停止的試劑，則正確表示溶解氧變化的曲線是a～g中的_______。

（3）據(jù)上表數(shù)據(jù)，若每天對綠藻進(jìn)行10小時光照、14小時黑暗，溫度均保持在25℃的條件下，綠藻能否正常生活？_______，原因是_______。若一天中的光照與黑暗時間相同，則在______℃溫度下，綠藻一天內(nèi)積累的有機(jī)物最多。

Answer 1

【答案】細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 減少 2.5 光合作用速率與呼吸作用速率相等 e 能 10小時光合作用積累的有機(jī)物大于14小時黑暗條件下消耗的有機(jī)物 20

【解析】

分析圖1：圖1表示在兩種二氧化碳濃度條件下，綠藻光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系曲線。

分析圖2：0-4min是在黑暗條件下，植物只能進(jìn)行呼吸作用；4min開始給予光照，4-7min植物光合作用逐漸增強(qiáng)；7min增加二氧化碳濃度，所以7-9min光合作用逐漸加強(qiáng)。

分析表格：光照下吸收CO2的量代表凈光合速率；黑暗中釋放CO2的量代表呼吸速率。

（1）在圖1中的a點(diǎn)時，植物細(xì)胞同時進(jìn)行光合作用和呼吸作用，所以細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。由b點(diǎn)條件突然變?yōu)?/span>c點(diǎn)時，CO2濃度降低，CO2的固定速率減慢，形成的C3減少，而短時間內(nèi)C3的還原反應(yīng)不受影響，所以綠藻細(xì)胞中C3的含量減少。

（2）圖2中，0-4min是在黑暗條件下，植物只能進(jìn)行呼吸作用，這段時間內(nèi)溶解氧減少10μmol，可以計算出該綠藻細(xì)胞的平均呼吸速率為10μmol/4min=2.5μmol/min。由于光合作用速率與呼吸作用速率相等，即光合作用釋放的氧氣和呼吸作用消耗的氧氣量相等，所以乙處光照一段時間后，溶解氧濃度保持相對穩(wěn)定。若在圖2中丁處加入使光反應(yīng)停止的試劑，則光合作用停止，即植物只能進(jìn)行呼吸作用，且平均呼吸速率為2.5μmol/min，所以4min會消耗10μmol氧氣，對應(yīng)于圖中曲線e。

（3）在25℃的條件下，綠藻凈光合速率為3.75mg/h，呼吸速率為2.25mg/h，若每天對綠藻進(jìn)行10h光照、14h黑暗，則綠藻一晝夜有機(jī)物的積累量為3.75×10-2.25×14=6mg，可見，10h光合作用積累的有機(jī)物大于14h黑暗條件下消耗的有機(jī)物，所以綠藻能正常生活。若一天中的光照與黑暗時間相同，則植物一晝夜積累有機(jī)物的量=光照下吸收CO2的量×12-黑暗中釋放CO2的量×12，代入表中數(shù)據(jù)可以計算出，該植物在20℃溫度下，一天內(nèi)積累的有機(jī)物最多。