Question

【題目】科學(xué)家用液體培養(yǎng)基對發(fā)菜細胞進行培養(yǎng)，通過實驗測定在液體培養(yǎng)基中溫度對發(fā)菜細胞的吸氧和放氧速率的影響(其他條件均恒定），實驗結(jié)果如圖所示。回答下列問題：

（1）在適宜光照下，25℃條件下培養(yǎng)的發(fā)菜細胞積累有機物的速率_________(填“大于”“小于”或“等于”)20℃條件下培養(yǎng)的發(fā)菜細胞。

（2）若將10g的發(fā)菜先置于35℃的光照下10h，再移至20℃的黑暗環(huán)境中14h，則該發(fā)菜在這24h內(nèi)共產(chǎn)生__________μmol02，最終使環(huán)境中增加_________μmol02。

（3）若在發(fā)菜細胞培養(yǎng)過程中，突然停止光照(其他條件不變），則短時間內(nèi)發(fā)菜細胞中C5的含量將_____，其原因是_______________________________。

Answer 1

【答案】 大于 2.16×107 6.6×106 減少 光照停止，導(dǎo)致光反應(yīng)不能產(chǎn)生[H]和ATP，使C3還原產(chǎn)生C5的過程受阻，而短時間內(nèi)C02固定消耗C5的速率基本不變(合理即可）

【解析】試題分析：發(fā)菜在光照條件下進行光合作用和呼吸作用，黑暗下只進行呼吸作用。結(jié)合曲線圖，發(fā)菜在黑暗下釋放氧氣的速率即為不同溫度下的呼吸速率；發(fā)菜在光下吸收的氧氣速率即為發(fā)菜的凈光合速率，隨溫度在一定范圍內(nèi)升高，凈光合速率逐漸增大；在25℃時，達到最大凈光合速率（即為130μmol/mg.h），此時，發(fā)菜積累有機物速率最快；繼續(xù)增大溫度，發(fā)菜凈光合速率逐漸減小，至45℃時，凈光合速率為0；當溫度超過45℃之后，發(fā)菜的實際光合速率小于呼吸速率，發(fā)菜再次從外界吸收氧氣，體內(nèi)有機物積累逐漸減少。

（1）據(jù)圖結(jié)合前面的分析，25℃時離體發(fā)菜細胞的凈光合速率最大，有機物的積累最快，即此時的發(fā)菜細胞積累有機物的速率大于20℃時積累有機物的速率。

（2）據(jù)圖分析，離體發(fā)菜細胞在35℃時的凈光合速率為108μmol/mg.h，呼吸速率為108μmol/mg.h，則10g發(fā)菜在此溫度下產(chǎn)生的O2總量=（凈光合速率+呼吸速率）×10×1000×10=2.16×107μmol；10g發(fā)菜在此溫度下10h釋放氧氣的總量為108μmol/mg.h×10×1000×10=10.8×106μmol；由于發(fā)菜在黑暗條件下要消耗氧氣，所以10g發(fā)菜在20℃下14h消耗氧氣的總量為30μmol/mg.h×14×1000×10=4.2×106μmol；由此可計算24h內(nèi)10g發(fā)菜產(chǎn)生的氧氣使環(huán)境中增加的氧氣量=10.8×106μmol-4.2×106μmol=6.6×106μmol。

（3）在離體發(fā)菜細胞培養(yǎng)過程中，當其他條件不變，突然停止光照時，光反應(yīng)停止，細胞中ATP和[H]產(chǎn)生停止，導(dǎo)致C3還原產(chǎn)生C5的過程受阻，而CO2的固定消耗C5的速率基本不變，因此短時間內(nèi)細胞中C5的含量將減少。