Question

紫菜是中国特有的一种可人工栽培的海藻，对不同处理时间和光照强度下的紫菜光合作用强度与呼吸作用进行研究，结果显示光照强度为2800 lx时，紫菜的光合放氧速率和固碳速率均达到最大值，低于或高于此光照强度，光合放氧速率和固碳速率均下降，如下表：

光照强度(Ix)	1500	2000	2800	3800
光合固碳速率[mg/(kg. h)]	510	630.	1060	1040
光合放氧速率[mg/(kg. h)]	580	900	1280	510

在2800 lx光照强度下，光照6h后，光合放氧速率和光合固碳速率均呈下降趋势。将紫菜置于黑暗环境中12h，紫菜的呼吸速率呈逐渐下降趋势。回答下列问题：

（1）与2800 lx时相比，光照强度为1500 lx时，紫菜叶绿体中的C₃产生速率__________(填“慢”“相同”或“快”)；在3800 lx光照强度下，紫菜的________(填“光”或“暗”)反应系统首先受到伤害。

（2）在2800 lx光照强度下，光照6h后光合产氧速率下降的原因是______________________。

（3）若温度相同，紫菜在光照下的呼吸速率与黑暗中__________(填“相同”或“不同”)，理由是____________________________________________________________。

Answer

慢 光 光合作用消耗水中的二氧化碳，二氧化碳逐渐减少影响暗反应的进行，进而影响了光反应的进行，导致产氧速率下降 不同 紫菜在黑暗中呼吸速率逐渐下降，原因是氧气不足，植物在光下不断产生氧气故呼吸速率不会降低

【解析】

光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段产生氧气，暗反应阶段固定二氧化碳。根据表格分析，实验的自变量是光照强度，因变量是光合放氧速率和光合固碳速率；光照强度为2800 lx时，光合放氧速率和光合固碳速率都达到最大值，该光照强度之前光合放氧速率和光合固碳速率逐渐增加，而之后光合放氧速率和光合固碳速率都降低。

（1）与2800 lx时相比，光照强度为1500 lx时光反应产生的[H]和ATP较少，导致C3的利用速率较慢，因此C3的产生速率也将变慢；在38001x光照强度下，紫菜的放氧速率明显下降，但固碳速率下降较少，说明紫菜首先受到伤害的是光反应系统。

（2）由于温度、光照强度没有变化，故在2800kx光照强度下，光照6h后光合产氧速率下降是因为二氧化碳供应不足，即光合作用消耗水中的二氧化碳，二氧化碳逐渐减少影响暗反应的进行，进而影响了光反应的进行，导致放氧速率下降。

（3）紫菜在黑暗中呼吸速率逐渐下降，原因是氧气；不足植物在光照下不断产生氧气，故呼吸速率不会降低，故光照下和黑暗中呼吸速率不同。