Question

【題目】下圖甲是利用小球藻（一種單細(xì)胞綠藻）進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的示意圖。圖乙是用圖甲中 A 組裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的小球藻凈光合速率與光質(zhì)、CO2濃度關(guān)系（不考慮光質(zhì)對(duì)呼吸作用的影響）。 請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題：

（1）與藍(lán)藻相比，小球藻在細(xì)胞結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)時(shí)，向試管中通入18O2，則一段時(shí)間后，在小球藻呼吸產(chǎn)物中出現(xiàn)含 18O的CO2，試解釋這種CO2產(chǎn)生的過(guò)程___________。若在密閉且其他條件相同的情況下，測(cè)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(chǎn)生的氧氣速率為___________mg/L·h。

（3）依據(jù)圖乙曲線，當(dāng)小球藻處于黃光、CO2濃度為300μL·L-1時(shí)，細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場(chǎng)所是____________；當(dāng)小球藻細(xì)胞由曲線中b點(diǎn)狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)移到a點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中的C5含量將會(huì)__________。若用綠光替代黃光一組的實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)結(jié)果，為提高溫室作物的產(chǎn)量，你的建議是____________。

Answer 1

【答案】小球藻有核膜包被的細(xì)胞核 進(jìn)行光合作用，將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為有機(jī)物 18O2經(jīng)小球藻的有氧呼吸消耗轉(zhuǎn)變?yōu)镠218O，后者參與線粒體內(nèi)有氧呼吸中丙酮酸分解過(guò)程， 產(chǎn)生C18O2 16 線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 增加 之下 采用自然光照（白光）、適當(dāng)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?yàn)榘坠馐菑?fù)色光，植物在主要吸收紅光和藍(lán)紫光的同時(shí)，也或多或少吸收其他波長(zhǎng)的光，有利于光合作用的提高。

（1）藍(lán)藻屬于原核生物，小球藻屬于真核生物，與藍(lán)藻相比，小球藻在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是小球藻有核膜包被的細(xì)胞核；兩者都是自養(yǎng)生物，因?yàn)樗鼈兌寄苓M(jìn)行光合作用，將C02和H2O轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。
（2）圖甲中，B組實(shí)驗(yàn)小球藻只進(jìn)行呼吸作用，向試管中通入18O2，18O2經(jīng)小球藻的有氧呼吸第三階段消耗轉(zhuǎn)變?yōu)镠218O，后者參與線粒體內(nèi)有氧呼吸中丙酮酸分解過(guò)程，產(chǎn)生C1802，所以一段時(shí)間后，在小球藻呼吸產(chǎn)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(shí)際光合作用量為200+184=384mg/L，則A試管中，小球藻光合作用產(chǎn)生的氧氣速率為384÷24=16 mg/Lh。
（3）依據(jù)圖乙曲線，當(dāng)小球藻處于黃光、C02濃度為300μLL-1時(shí)，小球藻同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，所以細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場(chǎng)所是線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；當(dāng)小球藻細(xì)胞由曲線中b點(diǎn)狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)移到a點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，光質(zhì)由黃光變?yōu)榧t光，光合作用變強(qiáng)，短時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)產(chǎn)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(shí)間不變，則C3減少、C5含量增加。植物對(duì)綠光吸收最少，故用綠光替代黃光一組的實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)CO2濃度范圍內(nèi)，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(shí)，可采用自然光照（白光）、適當(dāng)增加C02濃度等措施，以提高溫室作物產(chǎn)量。