Question

【題目】某生物興趣小組利用某種綠藻進行了光合作用和呼吸作用的多項研究。圖1表示在兩種二氧化碳濃度條件下，綠藻光照強度與光合速率的關系曲線；圖2是表示將綠藻細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，給予不同條件時細胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖；下表中數據是在不同溫度下對綠藻光合速率和呼吸速率測量的結果，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點時，細胞中產生ATP的場所有_______。若由b點條件突然變為c點時，綠藻細胞中C3的含量________。

（2）據圖2分析，該綠藻細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定的原因是_______。若在圖2中丁處加入使光反應停止的試劑，則正確表示溶解氧變化的曲線是a～g中的_______。

（3）據上表數據，若每天對綠藻進行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，綠藻一天內積累的有機物最多。

Answer 1

【答案】細胞質基質、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物大于14小時黑暗條件下消耗的有機物 20

【解析】

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

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

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點時，植物細胞同時進行光合作用和呼吸作用，所以細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體。由b點條件突然變為c點時，CO2濃度降低，CO2的固定速率減慢，形成的C3減少，而短時間內C3的還原反應不受影響，所以綠藻細胞中C3的含量減少。

（2）圖2中，0-4min是在黑暗條件下，植物只能進行呼吸作用，這段時間內溶解氧減少10μmol，可以計算出該綠藻細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定。若在圖2中丁處加入使光反應停止的試劑，則光合作用停止，即植物只能進行呼吸作用，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，若每天對綠藻進行10h光照、14h黑暗，則綠藻一晝夜有機物的積累量為3.75×10-2.25×14=6mg，可見，10h光合作用積累的有機物大于14h黑暗條件下消耗的有機物，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，代入表中數據可以計算出，該植物在20℃溫度下，一天內積累的有機物最多。