Question

20．將金魚藻放在盛有一定濃度的碳酸氫鈉溶液的密閉容器中培養(yǎng)，進行如下相關實驗研究．
（1）先給予10000lx的光照處理5分鐘，再進行5000lx的光照處理5分鐘，最后用1000lx的光照5分鐘后再黑暗處理．定時測定金魚藻產生的氣泡數(shù)量結果如下．據(jù)此回答：

時間	lmin	3min	5raln	7min	10min	12min	14min	16min
氣泡個/min	38	40	24	15	5	3	O	0

①若10000lx光照是金魚藻所能利用的最強光照，則限制氣泡增多的內因主要是光合色素含量，若要增加實驗中所產生的氣泡數(shù)量可采取適當提高碳酸氫鈉濃度、溫度等措施．
②實驗中14min時不產生氣泡的原因是光合作用強度等于或小于呼吸作用強度；16min時葉肉細胞中產生[H]的細胞結構是細胞質基質和線粒體．
（2）金魚藻在適宜的光照、CO₂濃度環(huán)境中，在不同溫度條件下的凈光合作用速率和呼吸作用速率曲線如圖所示．

①光合作用和呼吸作用都受溫度的影響，其中與呼吸作用有關酶的最適溫度更高，光合速率與呼吸速率相等時對應的溫度是40℃．
②若在環(huán)境溫度為30℃時，突然減弱光照強度，葉綠體中三碳化合物含量瞬時上升的原因是[H]、ATP供應不足，C3化合物還原受阻而積累．當環(huán)境溫度處于55℃～60～C之間時，與光合作用和呼吸作用兩者相關的酶的活性情況是光合作用相關酶失活，呼吸作用相關酶活性低．

Answer 1

分析 植物在光照條件下進行光合作用，光合作用分為光反應階段和暗反應階段，光反應階段在葉綠體的類囊體薄膜上進行水的光解，產生ATP和[H]，同時釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應階段三碳化合物的還原，細胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無光都可以進行，為細胞的各項生命活動提供能量．據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）①若10000lx光照是金魚藻所能利用的最強光照，即光照達到飽和，則限制氣泡增多的是植物細胞中光合色素的含量的多少，適當提高二氧化碳的濃度或提高溫度可進一步提高光合速率．
②光照強度減弱，光合作用強度等于或小于細胞呼吸強度，不再有氣泡產生；16分鐘時處于黑暗狀態(tài)，[H]只通過細胞呼吸產生，產生的場所是細胞質基質和線粒體．
（2）①光合作用和呼吸作用都受溫度的影響，根據(jù)曲線圖可知，30℃時光合作用最強，即光合作用的最適溫度是30℃．呼吸作用的最適溫度是42.5℃左右．可知與呼吸作用有關酶的最適溫度更高．40℃時，凈光合速率為0時，即光合速率與呼吸速率相等．
②若在環(huán)境溫度為30℃時，突然減弱光照強度，光反應速率降低，[H]、ATP供應不足，C3化合物還原受阻而積累，使得葉綠體中三碳化合物含量瞬時上升．當環(huán)境溫度處于55℃～60℃之間時，圖示曲線發(fā)現(xiàn)只有一條曲線，如果這時有光合作用的話，凈光合速率曲線不可能與呼吸速率的曲線重合的．故此時只有呼吸作用、沒有光合作用．所以光合作用和呼吸作用兩者相關的酶的活性情況高溫使光合作用相關酶失活、呼吸作用相關酶活性低．
故答案為：
（1）①光合色素含量 （葉綠體的數(shù)量）     碳酸氫鈉溶液濃度、溫度（答出一項即可）
②光合作用強度等于或小于呼吸作用強度     細胞質基質和線粒體
（2）①呼吸         40
②[H]、ATP供應不足，C3化合物還原受阻而積累     光合作用相關酶失活，呼吸作用相關酶活性低

點評 此題主要考查的是光合作用過程中的物質和能量轉化，難度適中．