Question

【題目】科學家用液體培養基對發菜細胞進行培養，通過實驗測定在液體培養基中溫度對發菜細胞的吸氧和放氧速率的影響(其他條件均恒定），實驗結果如圖所示。回答下列問題：

（1）在適宜光照下，25℃條件下培養的發菜細胞積累有機物的速率_________(填“大于”“小于”或“等于”)20℃條件下培養的發菜細胞。

（2）若將10g的發菜先置于35℃的光照下10h，再移至20℃的黑暗環境中14h，則該發菜在這24h內共產生__________μmol02，最終使環境中增加_________μmol02。

（3）若在發菜細胞培養過程中，突然停止光照(其他條件不變），則短時間內發菜細胞中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，導致光反應不能產生[H]和ATP，使C3還原產生C5的過程受阻，而短時間內C02固定消耗C5的速率基本不變(合理即可）

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

（1）據圖結合前面的分析，25℃時離體發菜細胞的凈光合速率最大，有機物的積累最快，即此時的發菜細胞積累有機物的速率大于20℃時積累有機物的速率。

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

（3）在離體發菜細胞培養過程中，當其他條件不變，突然停止光照時，光反應停止，細胞中ATP和[H]產生停止，導致C3還原產生C5的過程受阻，而CO2的固定消耗C5的速率基本不變，因此短時間內細胞中C5的含量將減少。