Question

【題目】某研究小組在不同條件下測定某種單細(xì)胞綠藻平均O2總產(chǎn)生速率和CO2釋放速率，結(jié)果如下表。請(qǐng)回答下列問題：

(1)在30℃、2klx的條件下，該綠藻細(xì)胞消耗ADP的場所有___________________________，若此時(shí)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度，短期內(nèi)細(xì)胞中C5化合物的含量____________。

(2)在20℃、4klx的條件下，限制該綠藻光合速率的主要環(huán)境因素是____________，該綠藻長期處于此條件下，____________(填“能”或“不能”)正常生長。

(3)結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析可知，該綠藻在30℃時(shí)的細(xì)胞呼吸速率____________(填“大于”“小于”或“等于”)20℃時(shí)的細(xì)胞呼吸速率，且隨光照強(qiáng)度的增加，該綠藻細(xì)胞的呼吸速率_______________(填“增加”“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 增加 溫度 不能 小于 不變

【解析】

根據(jù)題干信息和表格分析，氧氣總產(chǎn)生速率代表實(shí)際光合速率，二氧化碳釋放速率代表呼吸速率與實(shí)際光合速率的差值，大于0時(shí)呼吸速率大于光合速率，等于0時(shí)光合速率與呼吸速率相等，小于0時(shí)呼吸速率小于光合速率。根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，在20℃下，光照強(qiáng)度為4klx綠藻達(dá)到光飽和點(diǎn)，真正的光合作用速率為8nmolh-1；在30℃下，光照強(qiáng)度為5klx綠藻達(dá)到光飽和點(diǎn)，真正的光合作用速率為12nmolh-1。

（1）在30℃，2klx條件下，綠藻細(xì)胞既能進(jìn)行光合作用，也能進(jìn)行呼吸作用，這兩種生理過程都可以消耗ADP并產(chǎn)生ATP，因此消耗ADP的場所有葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。若此時(shí)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度，則光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]增加，三碳化合物還原生成五碳化合物的過程加快，而五碳化合物與二氧化碳的固定過程基本不變，因此短期內(nèi)細(xì)胞中五碳化合物的含量增加。

（2）根據(jù)以上分析可知，在20℃下，光照強(qiáng)度為4klx綠藻達(dá)到光飽和點(diǎn)，因此此時(shí)限制綠藻光合速率的主要環(huán)境因素是溫度；該綠藻長期處于20℃，4klx條件下，該綠藻真正光合速率為8nmolh-1，呼吸速率為2+8=10nmolh-1，即該綠藻光合速率小于呼吸速率，因此綠藻不能正常生長。

（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，該綠藻在20℃時(shí)的細(xì)胞呼吸速率為2+8=10nmolh-1，30℃時(shí)的細(xì)胞呼吸速率為12-8=4nmolh-1，因此該綠藻在30℃時(shí)的細(xì)胞呼吸速率小于20℃時(shí)的細(xì)胞呼吸速率，且隨光照強(qiáng)度的增加，該綠藻細(xì)胞的呼吸速率不變。