Question

某生物兴趣小组利用某种绿藻进行了光合作用和呼吸作用的多项研究。图1表示在两种二氧化碳浓度条件下，绿藻光照强度与光合速率的关系曲线；图2是表示将绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中， 在保持一定的pH值和温度的情况下，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图；下表中数据是在不同温度下对绿藻光合速率和呼吸速率测量的结果，请分析回答：

温度（℃）	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
黑暗下释放CO2(mg/h)	0.50	0.75	1.00	1.50	2.25	3.00	3.50

（1）在图1中的a点时，细胞中产生ATP的场所有_______。若由b点条件突然变为c点时，绿藻细胞中C₃的含量________。

（2）据图2分析，该绿藻细胞的平均呼吸速率为_______微摩尔/分。在乙处光照一段时间后，溶解氧浓度保持相对稳定的原因是_______。若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的_______。

（3）据上表数据，若每天对绿藻进行10小时光照、14小时黑暗，温度均保持在25℃的条件下，绿藻能否正常生活？_______，原因是_______。若一天中的光照与黑暗时间相同，则在______℃温度下，绿藻一天内积累的有机物最多。

Answer

细胞质基质、线粒体、叶绿体 减少 2.5 光合作用速率与呼吸作用速率相等 e 能 10小时光合作用积累的有机物大于14小时黑暗条件下消耗的有机物 20

【解析】

分析图1：图1表示在两种二氧化碳浓度条件下，绿藻光照强度与光合速率的关系曲线。

分析图2：0-4min是在黑暗条件下，植物只能进行呼吸作用；4min开始给予光照，4-7min植物光合作用逐渐增强；7min增加二氧化碳浓度，所以7-9min光合作用逐渐加强。

分析表格：光照下吸收CO2的量代表净光合速率；黑暗中释放CO2的量代表呼吸速率。

（1）在图1中的a点时，植物细胞同时进行光合作用和呼吸作用，所以细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。由b点条件突然变为c点时，CO2浓度降低，CO2的固定速率减慢，形成的C3减少，而短时间内C3的还原反应不受影响，所以绿藻细胞中C3的含量减少。

（2）图2中，0-4min是在黑暗条件下，植物只能进行呼吸作用，这段时间内溶解氧减少10μmol，可以计算出该绿藻细胞的平均呼吸速率为10μmol/4min=2.5μmol/min。由于光合作用速率与呼吸作用速率相等，即光合作用释放的氧气和呼吸作用消耗的氧气量相等，所以乙处光照一段时间后，溶解氧浓度保持相对稳定。若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则光合作用停止，即植物只能进行呼吸作用，且平均呼吸速率为2.5μmol/min，所以4min会消耗10μmol氧气，对应于图中曲线e。

（3）在25℃的条件下，绿藻净光合速率为3.75mg/h，呼吸速率为2.25mg/h，若每天对绿藻进行10h光照、14h黑暗，则绿藻一昼夜有机物的积累量为3.75×10-2.25×14=6mg，可见，10 h光合作用积累的有机物大于14 h黑暗条件下消耗的有机物，所以绿藻能正常生活。若一天中的光照与黑暗时间相同，则植物一昼夜积累有机物的量=光照下吸收CO2的量×12-黑暗中释放CO2的量×12，代入表中数据可以计算出，该植物在20℃温度下，一天内积累的有机物最多。