Question

【題目】為了研究某綠藻細胞懸浮液的光合作用和呼吸作用，某生物實驗小組進行了如下實驗：

（1）操作流程及記錄結果如表所示（單位：mg）

綠藻質量（M）綠藻質量（M-a）綠藻質量（M+b）

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

請回答下列問題：

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是__________；固定CO2能力最強的溫度是______________。

②請畫出綠藻在此實驗條件下，第2h凈光合量（ mg）的曲線圖：________ 。

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量是______________mg。

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

①據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，短時間內C3的變化為____________；在丙處添加CO2，短時間內C5的變化為____________。

③若在圖中丁處給予光補償點（此時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，預計30分后，實際產生的氧氣量為______微摩爾。

Answer 1

【答案】上升 29℃ 26 2．5 下降 下降 d 375

【解析】

影響光合作用的環境因素。

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

2.二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強。當二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。

3.光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度的增加而增強。當光照強度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。

題意分析，題曲線表示，光照之前只進行呼吸作用，只需根據氧氣吸收的總量比時間即可計算出呼吸速率。光照影響光合作用的光反應過程，它能促進ATP的生成和水的光解。在丙處添加CO2時，要考慮到二氧化碳影響的是光合作用的暗反應中的二氧化碳的固定，丁點以后，若曲線不變，則表示光合作用等于呼吸作用強度；若曲線上升，則表示光合作用大于呼吸作用強度；如果曲線下降，則表示光合作用小于呼吸作用或只進行呼吸作用。

（1）①表中a的大小代表了呼吸速率的大小，根據表中數據可知，在26℃--29℃之間，隨著溫度升高，綠藻呼吸速率的變化趨勢是逐漸上升；根據題意顯示，1h內固定CO2的量為2a+b，據此可算出在26℃--29℃時固定固定CO2的量依次為5、7、8、9，因此，在29℃時綠藻固定CO2的能力最強

②圖表中綠藻在各個溫度條件下，經過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，則綠藻增加的質量可表示為：10（a+b）-14a，則可計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，綠藻能獲得最大增加的質量26 mg。

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

②在圖中乙處給予光照時，則光反應開始進行，產生的[H]和ATP會促進C3的的還原過程，同時C3的生成量基本不變，因此短時間內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的過程基本無變化，因此短時間內C5的含量將下降。

③若在圖中丁處給予光補償點的光照，由于此時光合速率等于呼吸速率植物表現為沒有氧氣的釋放，也沒有氧氣的吸收，因此此時的溶解氧處于穩定狀態，即圖中的d曲線的變化狀態；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b曲線可以算出凈光合速率為（280-260）/2=10微摩爾/分，則30分后，實際產生的氧氣量為（10+2.5）×30=375微摩爾。