Question

【題目】下圖甲是利用小球藻（一種單細胞綠藻）進行光合作用實驗的示意圖。圖乙是用圖甲中 A 組裝置進行實驗，測得的小球藻凈光合速率與光質、CO2濃度關系（不考慮光質對呼吸作用的影響）。 請據(jù)圖分析回答下列問題：

（1）與藍藻相比，小球藻在細胞結構上的主要區(qū)別是___________，兩者都是自養(yǎng)生物，這與它們都能______。

（2）圖甲B組實驗時，向試管中通入18O2，則一段時間后，在小球藻呼吸產物中出現(xiàn)含 18O的CO2，試解釋這種CO2產生的過程___________。若在密閉且其他條件相同的情況下，測定圖甲中A、B兩組試管中氧氣的變化，初始氧氣濃度均為300mg/L，24h后，A組試管氧氣濃度為500mg/L，B組試管氧氣濃度為116mg/L，則A試管中，小球藻光合作用產生的氧氣速率為___________mg/L·h。

（3）依據(jù)圖乙曲線，當小球藻處于黃光、CO2濃度為300μL·L-1時，細胞內合成ATP的場所是____________；當小球藻細胞由曲線中b點狀態(tài)迅速轉移到a點狀態(tài)時，短時間內葉綠體中的C5含量將會__________。若用綠光替代黃光一組的實驗，則所得曲線位于原曲線____________(之上/之下/同位置)。

（4）據(jù)圖乙所示實驗結果，為提高溫室作物的產量，你的建議是____________。

Answer 1

【答案】小球藻有核膜包被的細胞核 進行光合作用，將CO2和H2O轉化為有機物 18O2經小球藻的有氧呼吸消耗轉變?yōu)镠218O，后者參與線粒體內有氧呼吸中丙酮酸分解過程， 產生C18O2 16 線粒體、葉綠體和細胞質基質 增加 之下 采用自然光照（白光）、適當增加CO2濃度

【解析】

分析曲線圖可知：不同的二氧化碳濃度條件下，白光組最有利于植物凈光合速率的提高，因為白光是復色光，植物在主要吸收紅光和藍紫光的同時，也或多或少吸收其他波長的光，有利于光合作用的提高。

（1）藍藻屬于原核生物，小球藻屬于真核生物，與藍藻相比，小球藻在細胞結構上的主要區(qū)別是小球藻有核膜包被的細胞核；兩者都是自養(yǎng)生物，因為它們都能進行光合作用，將C02和H2O轉化為有機物。
（2）圖甲中，B組實驗小球藻只進行呼吸作用，向試管中通入18O2，18O2經小球藻的有氧呼吸第三階段消耗轉變?yōu)镠218O，后者參與線粒體內有氧呼吸中丙酮酸分解過程，產生C1802，所以一段時間后，在小球藻呼吸產物中出現(xiàn)含18O的C02；根據(jù)題意可知，A試管24h氧氣濃度增加量500-300=200mg/L為凈光合作用量，B試管24h氧氣濃度減少300-116=184mg/L為呼吸消耗量，因此，小球藻24h實際光合作用量為200+184=384mg/L，則A試管中，小球藻光合作用產生的氧氣速率為384÷24=16 mg/Lh。
（3）依據(jù)圖乙曲線，當小球藻處于黃光、C02濃度為300μLL-1時，小球藻同時進行光合作用和呼吸作用，所以細胞內合成ATP的場所是線粒體、葉綠體和細胞質基質；當小球藻細胞由曲線中b點狀態(tài)迅速轉移到a點狀態(tài)時，光質由黃光變?yōu)榧t光，光合作用變強，短時間內光反應產生的ATP和[H]的量增加，C3被還原的量增加，而二氧化碳的固定速率短時間不變，則C3減少、C5含量增加。植物對綠光吸收最少，故用綠光替代黃光一組的實驗，光合速率降低，即所得曲線位于原曲線之下。

（4）分析圖乙曲線可知：不同的二氧化碳濃度條件下，白光組最有利于植物凈光合速率的提高，而且在實驗CO2濃度范圍內，隨著CO2濃度的升高，三種光照條件下的凈光合速率均逐漸增大。因此，溫室種植作物時，可采用自然光照（白光）、適當增加C02濃度等措施，以提高溫室作物產量。