Question

【題目】為了研究某綠藻細(xì)胞懸浮液的光合作用和呼吸作用，某生物實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）操作流程及記錄結(jié)果如表所示（單位：mg）

綠藻質(zhì)量（M）綠藻質(zhì)量（M-a）綠藻質(zhì)量（M+b）

溫度 a、b的值	26℃	27℃	28℃	29℃
a	1	2	3	4
b	3	3	2	1

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①從上表信息可知，在26℃--29℃之間，隨著溫度升高，綠藻呼吸速率的變化趨勢(shì)是__________；固定CO2能力最強(qiáng)的溫度是______________。

②請(qǐng)畫(huà)出綠藻在此實(shí)驗(yàn)條件下，第2h凈光合量（ mg）的曲線(xiàn)圖：________ 。

③如果恒溫在上述某一溫度，維持10h光照，14h黑暗，則綠藻能最大限度增加的質(zhì)量是______________mg。

（2）如圖表示將某綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉容器中，保持一定的pH值和溫度，給予不同條件時(shí)細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖，據(jù)圖回答：

①據(jù)圖分析該綠藻的呼吸速率為______（用氧的消耗速率表示）微摩爾/分。

②在圖中乙處給予光照時(shí)，短時(shí)間內(nèi)C3的變化為____________；在丙處添加CO2，短時(shí)間內(nèi)C5的變化為____________。

③若在圖中丁處給予光補(bǔ)償點(diǎn)（此時(shí)光合速率等于呼吸速率）的光照，則正確表示溶解氧變化的曲線(xiàn)是a～g中的______；若在圖2丁處給予適宜條件，使溶解氧的變化如圖中的b，預(yù)計(jì)30分后，實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量為______微摩爾。

Answer 1

【答案】上升 29℃ 26 2．5 下降 下降 d 375

【解析】

影響光合作用的環(huán)境因素。

1.溫度對(duì)光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱。

2.二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。

3.光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。

題意分析，題曲線(xiàn)表示，光照之前只進(jìn)行呼吸作用，只需根據(jù)氧氣吸收的總量比時(shí)間即可計(jì)算出呼吸速率。光照影響光合作用的光反應(yīng)過(guò)程，它能促進(jìn)ATP的生成和水的光解。在丙處添加CO2時(shí)，要考慮到二氧化碳影響的是光合作用的暗反應(yīng)中的二氧化碳的固定，丁點(diǎn)以后，若曲線(xiàn)不變，則表示光合作用等于呼吸作用強(qiáng)度；若曲線(xiàn)上升，則表示光合作用大于呼吸作用強(qiáng)度；如果曲線(xiàn)下降，則表示光合作用小于呼吸作用或只進(jìn)行呼吸作用。

（1）①表中a的大小代表了呼吸速率的大小，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，在26℃--29℃之間，隨著溫度升高，綠藻呼吸速率的變化趨勢(shì)是逐漸上升；根據(jù)題意顯示，1h內(nèi)固定CO2的量為2a+b，據(jù)此可算出在26℃--29℃時(shí)固定固定CO2的量依次為5、7、8、9，因此，在29℃時(shí)綠藻固定CO2的能力最強(qiáng)

②圖表中綠藻在各個(gè)溫度條件下，經(jīng)過(guò)1h的凈光合為（M+b）-（M-a）=a+b，因此第2h各溫度條件下的凈光合量（ mg）依次為4、5、5、5。

圖示為。

③如果恒溫在上述某一溫度，維持10h光照，14h黑暗，則綠藻增加的質(zhì)量可表示為：10（a+b）-14a，則可計(jì)算出在各溫度條件下的凈增加依次為26 mg、22 mg、8 mg、（-6）mg，顯然在26℃時(shí)，綠藻能獲得最大增加的質(zhì)量26 mg。

（2）①在光照開(kāi)始之前，細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用，在0～4分細(xì)胞吸收的氧氣的值=210-200=10微摩，因此該綠藻細(xì)胞的呼吸速率=10÷4=2.5微摩/分。

②在圖中乙處給予光照時(shí)，則光反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行，產(chǎn)生的[H]和ATP會(huì)促進(jìn)C3的的還原過(guò)程，同時(shí)C3的生成量基本不變，因此短時(shí)間內(nèi)C3含量下降；在丙處添加CO2，則CO2的固定速率加快消耗大量的C5，而C3的還原生成C5的過(guò)程基本無(wú)變化，因此短時(shí)間內(nèi)C5的含量將下降。

③若在圖中丁處給予光補(bǔ)償點(diǎn)的光照，由于此時(shí)光合速率等于呼吸速率植物表現(xiàn)為沒(méi)有氧氣的釋放，也沒(méi)有氧氣的吸收，因此此時(shí)的溶解氧處于穩(wěn)定狀態(tài)，即圖中的d曲線(xiàn)的變化狀態(tài)；若在圖2丁處給予適宜條件，使溶解氧的變化如圖中的b，根據(jù)b曲線(xiàn)可以算出凈光合速率為（280-260）/2=10微摩爾/分，則30分后，實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量為（10+2.5）×30=375微摩爾。