Question

【題目】科學(xué)家用液體培養(yǎng)基對(duì)發(fā)菜細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定在液體培養(yǎng)基中溫度對(duì)發(fā)菜細(xì)胞的吸氧和放氧速率的影響(其他條件均恒定），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。回答下列問(wèn)題：

（1）在適宜光照下，25℃條件下培養(yǎng)的發(fā)菜細(xì)胞積累有機(jī)物的速率_________(填“大于”“小于”或“等于”)20℃條件下培養(yǎng)的發(fā)菜細(xì)胞。

（2）若將10g的發(fā)菜先置于35℃的光照下10h，再移至20℃的黑暗環(huán)境中14h，則該發(fā)菜在這24h內(nèi)共產(chǎn)生__________μmol02，最終使環(huán)境中增加_________μmol02。

（3）若在發(fā)菜細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，突然停止光照(其他條件不變），則短時(shí)間內(nèi)發(fā)菜細(xì)胞中C5的含量將_____，其原因是_______________________________。

Answer 1

【答案】 大于 2.16×107 6.6×106 減少 光照停止，導(dǎo)致光反應(yīng)不能產(chǎn)生[H]和ATP，使C3還原產(chǎn)生C5的過(guò)程受阻，而短時(shí)間內(nèi)C02固定消耗C5的速率基本不變(合理即可）

【解析】試題分析：發(fā)菜在光照條件下進(jìn)行光合作用和呼吸作用，黑暗下只進(jìn)行呼吸作用。結(jié)合曲線(xiàn)圖，發(fā)菜在黑暗下釋放氧氣的速率即為不同溫度下的呼吸速率；發(fā)菜在光下吸收的氧氣速率即為發(fā)菜的凈光合速率，隨溫度在一定范圍內(nèi)升高，凈光合速率逐漸增大；在25℃時(shí)，達(dá)到最大凈光合速率（即為130μmol/mg.h），此時(shí)，發(fā)菜積累有機(jī)物速率最快；繼續(xù)增大溫度，發(fā)菜凈光合速率逐漸減小，至45℃時(shí)，凈光合速率為0；當(dāng)溫度超過(guò)45℃之后，發(fā)菜的實(shí)際光合速率小于呼吸速率，發(fā)菜再次從外界吸收氧氣，體內(nèi)有機(jī)物積累逐漸減少。

（1）據(jù)圖結(jié)合前面的分析，25℃時(shí)離體發(fā)菜細(xì)胞的凈光合速率最大，有機(jī)物的積累最快，即此時(shí)的發(fā)菜細(xì)胞積累有機(jī)物的速率大于20℃時(shí)積累有機(jī)物的速率。

（2）據(jù)圖分析，離體發(fā)菜細(xì)胞在35℃時(shí)的凈光合速率為108μmol/mg.h，呼吸速率為108μmol/mg.h，則10g發(fā)菜在此溫度下產(chǎn)生的O2總量=（凈光合速率+呼吸速率）×10×1000×10=2.16×107μmol；10g發(fā)菜在此溫度下10h釋放氧氣的總量為108μmol/mg.h×10×1000×10=10.8×106μmol；由于發(fā)菜在黑暗條件下要消耗氧氣，所以10g發(fā)菜在20℃下14h消耗氧氣的總量為30μmol/mg.h×14×1000×10=4.2×106μmol；由此可計(jì)算24h內(nèi)10g發(fā)菜產(chǎn)生的氧氣使環(huán)境中增加的氧氣量=10.8×106μmol-4.2×106μmol=6.6×106μmol。

（3）在離體發(fā)菜細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)其他條件不變，突然停止光照時(shí)，光反應(yīng)停止，細(xì)胞中ATP和[H]產(chǎn)生停止，導(dǎo)致C3還原產(chǎn)生C5的過(guò)程受阻，而CO2的固定消耗C5的速率基本不變，因此短時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中C5的含量將減少。