Question

为了研究某绿藻细胞悬浮液的光合作用和呼吸作用，某生物实验小组进行了如下实验：

（1）操作流程及记录结果如表所示（单位：mg）

绿藻质量（M）绿藻质量（M-a）绿藻质量（M+b）

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

请回答下列问题：

①从上表信息可知，在26℃--29℃之间，随着温度升高，绿藻呼吸速率的变化趋势是__________；固定CO₂能力最强的温度是______________。

②请画出绿藻在此实验条件下，第2h净光合量（ mg）的曲线图：________ 。

③如果恒温在上述某一温度，维持10h光照，14h黑暗，则绿藻能最大限度增加的质量是______________mg。

（2）如图表示将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持一定的pH值和温度，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图，据图回答：

①据图分析该绿藻的呼吸速率为______（用氧的消耗速率表示）微摩尔/分。

②在图中乙处给予光照时，短时间内C₃的变化为____________；在丙处添加CO₂，短时间内C₅的变化为____________。

③若在图中丁处给予光补偿点（此时光合速率等于呼吸速率）的光照，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的______；若在图2丁处给予适宜条件，使溶解氧的变化如图中的b，预计30分后，实际产生的氧气量为______微摩尔。

Answer

上升 29℃ 26 2．5 下降 下降 d 375

【解析】

影响光合作用的环境因素。

1.温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。

2.二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

3.光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

题意分析，题曲线表示，光照之前只进行呼吸作用，只需根据氧气吸收的总量比时间即可计算出呼吸速率。光照影响光合作用的光反应过程，它能促进ATP的生成和水的光解。在丙处添加CO2时，要考虑到二氧化碳影响的是光合作用的暗反应中的二氧化碳的固定，丁点以后，若曲线不变，则表示光合作用等于呼吸作用强度；若曲线上升，则表示光合作用大于呼吸作用强度；如果曲线下降，则表示光合作用小于呼吸作用或只进行呼吸作用。

（1）①表中a的大小代表了呼吸速率的大小，根据表中数据可知，在26℃--29℃之间，随着温度升高，绿藻呼吸速率的变化趋势是逐渐上升；根据题意显示，1h内固定CO2的量为2a+b，据此可算出在26℃--29℃时固定固定CO2的量依次为5、7、8、9，因此，在29℃时绿藻固定CO2的能力最强

②图表中绿藻在各个温度条件下，经过1h的净光合为（M+b）-（M-a）=a+b，因此第2h各温度条件下的净光合量（ mg）依次为4、5、5、5。

图示为。

③如果恒温在上述某一温度，维持10h光照，14h黑暗，则绿藻增加的质量可表示为：10（a+b）-14a，则可计算出在各温度条件下的净增加依次为26 mg、22 mg、8 mg、（-6）mg，显然在26℃时，绿藻能获得最大增加的质量26 mg。

（2）①在光照开始之前，细胞只进行呼吸作用，在0～4分细胞吸收的氧气的值=210-200=10微摩，因此该绿藻细胞的呼吸速率=10÷4=2.5微摩/分。

②在图中乙处给予光照时，则光反应开始进行，产生的[H]和ATP会促进C3的的还原过程，同时C3的生成量基本不变，因此短时间内C3含量下降；在丙处添加CO2，则CO2的固定速率加快消耗大量的C5，而C3的还原生成C5的过程基本无变化，因此短时间内C5的含量将下降。

③若在图中丁处给予光补偿点的光照，由于此时光合速率等于呼吸速率植物表现为没有氧气的释放，也没有氧气的吸收，因此此时的溶解氧处于稳定状态，即图中的d曲线的变化状态；若在图2丁处给予适宜条件，使溶解氧的变化如图中的b，根据b曲线可以算出净光合速率为（280-260）/2=10微摩尔/分，则30分后，实际产生的氧气量为（10+2.5）×30=375微摩尔。