Question

【題目】某研究小組在富含CO2的海水和自然海水中，分別于不同光照強(qiáng)度下測定綠藻類植物的凈光合作用速率（其他各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)條件均為最適條件），實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果如圖所示。請回答下列問題：

（1）在海水中生活的綠藻類植物固定CO2的場所是______________，A點(diǎn)葉綠體吸收的CO2來自________________，B點(diǎn)限制綠藻類植物光合作用速率的因素是____________。

（2）分析圖示，CO2濃度升高后，綠藻類植物的光飽和點(diǎn)增大，其原因是CO2濃度升高加快了暗反應(yīng)過程對光反應(yīng)的產(chǎn)物_________的利用，從而促進(jìn)光反應(yīng)，使植物能吸收更多的光能。綠藻類植物吸收的光能在類囊體上轉(zhuǎn)化為_________。

（3）在富含CO2的海水中，光照處理14h（平均光照強(qiáng)度大于8kLx），黑暗處理10h，則每立方米的水體中，該綠藻類植物經(jīng)過一晝夜積累的有機(jī)物的質(zhì)量為_______________g（有機(jī)物以葡萄糖的數(shù)量計(jì)算）。

Answer 1

【答案】 葉綠體基質(zhì) 線粒體和外界環(huán)境 光照強(qiáng)度和CO2濃度 [H]和ATP ATP中活躍的化學(xué)能 3.84

【解析】試題分析：圖中兩條曲線是在不同光照強(qiáng)度下，不同CO2含量的海水中測定綠藻的凈光合速率。當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，綠藻的在單位體積、單位時(shí)間內(nèi)釋放的CO2量即代表其呼吸速率=4mmol/m3.h。在富含CO2的海水中，當(dāng)光照強(qiáng)度為2klx（光補(bǔ)償點(diǎn)）時(shí)，綠藻的凈光合速率為0，說明此時(shí)綠的真光合速率=呼吸速率；當(dāng)光照強(qiáng)度為8klx（光飽和點(diǎn)）時(shí)，綠藻的凈光合速率達(dá)到最大，即12 mmol/m3.h。而在自然海水中，凈光合速率為0時(shí)光照強(qiáng)度較大，達(dá)到的最大凈光合速率卻小于富含CO2的海水中的最大凈光合速率，說明此時(shí)綠藻的光合速率主要受CO2含量的影響，而之前的影響光合速率的因素有光照強(qiáng)度和CO2濃度。

（1）綠藻類植物是真核生物，其固定CO2的場所是葉綠體基質(zhì)。A點(diǎn)綠藻光合速率大于呼吸速率，此時(shí)葉綠體吸收的CO2來自兩個(gè)方面：線粒體有氧呼吸產(chǎn)生和外界環(huán)境中CO2；從圖中兩條曲線對比可知，限制B點(diǎn)綠藻類植物光合作用速率的因素是光照強(qiáng)度和CO2濃度。

（2）光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和[H]直接供給暗反應(yīng)過程利用。光反應(yīng)中，綠藻類植物吸收的光能在類囊體上轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能。

（3）在富含CO2的海水中，光照處理14h（平均光照強(qiáng)度大于8kLx），黑暗處理10h，則每立方米的水體中，該綠藻類植物經(jīng)過一晝夜吸收的CO2量為14×12-10×4=128mmol,結(jié)合光合作用的反應(yīng)式可知，吸收6molCO2才能轉(zhuǎn)變合成1mol葡萄糖，所以共合成葡萄糖約64/3mmol,由此可計(jì)算積累的有機(jī)物的質(zhì)量為3.84g。