Question

5．圖1表示在適宜條件下測得的小球藻光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系：圖2表示小球藻細(xì)胞中兩種細(xì)胞器在不同光照強(qiáng)度下的生理狀態(tài)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），請據(jù)圖回答下列問題：

（1）小球藻中Mg²⁺濃度是培養(yǎng)液的10倍，Mg²⁺進(jìn)入小球藻的方式為主動運(yùn)輸；Mg²⁺在細(xì)胞中可用于合成葉綠素（葉綠素a和葉綠素b），進(jìn)行光合作用．
（2）圖2中細(xì)胞器①利用CO₂的場所和細(xì)胞器②產(chǎn)生CO₂的場所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)；對小球藻來說，圖1中b點對應(yīng)圖2中的生理狀態(tài)是Ⅱ．
（3）從湖泊不同深度分別取兩種等量的單細(xì)胞藻類，分別放在兩個相同的密閉透明玻璃瓶中，在適宜溫度條件下，逐漸增加光照強(qiáng)度，測定放氧速率的數(shù)據(jù)如表，請回答相關(guān)問題：

光強(qiáng)μmol光子/（100g•s）		0	10	30	50	100	200	450	500
放氧速率μmol  O2/（100g•s）	藻類A	-20	-10	-5	-1	5	15	29	28
	藻類B	-2	-0.5	1.5	3	6	10	11	10

①由表中數(shù)據(jù)可以推測，兩種藻類中取自淺水區(qū)的藻類是藻類A；當(dāng)光照強(qiáng)度大于450μmol光子/（100g•s）時，可推知藻類B放氧速率主要受二氧化碳濃度限制．
②若繪制A，B兩種藻類的放氧速率曲線圖，則在兩條曲線相交時所對應(yīng)的光照強(qiáng)度下，A、B兩種藻類產(chǎn)生氧氣的差值為18μmolO₂/（100g•s）

Answer 1

分析 1、分析題圖可知，圖1是在適宜條件下測得的某植物光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系，該光合速率是凈光合速率，該曲線中，a點不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，表示呼吸作用的強(qiáng)度，c點是光照強(qiáng)度的補(bǔ)償點，該光照強(qiáng)度下光合作用速率與呼吸作用速率相等，d點是光照強(qiáng)度的飽和點，d點以后限制光合作用速率的因素不再是光照強(qiáng)度；
2、圖2是表示不同光照強(qiáng)度下，光合作用與呼吸作用的大小，分析題圖可知，①是葉綠體，②是線粒體，Ⅰ葉綠體消耗的二氧化碳來自線粒體產(chǎn)生的二氧化碳和外界中的二氧化碳，說明光合作用大于呼吸作用，Ⅱ線粒體產(chǎn)生的二氧化碳一部分被葉綠體吸收，還有一部分釋放到細(xì)胞外，說明光合作用小于呼吸作用，Ⅲ線粒體產(chǎn)生的二氧化碳正好被葉綠體吸收，說明光合作用與呼吸作用相等，Ⅳ線粒體消耗外界中的氧氣，將產(chǎn)生的二氧化碳全部釋放到細(xì)胞外，說明只進(jìn)行呼吸作用不進(jìn)行光合作用．
3、分析表格中數(shù)據(jù)．光照強(qiáng)度為0時，只進(jìn)行呼吸作用，因此此時的值可表示呼吸作用強(qiáng)度；當(dāng)放氧速率大于0之后，此時的值表示凈光合速率，即凈光合速率=真光合速率+呼吸速率．表中數(shù)據(jù)可以看出，藻類A為喜陽植物，藻類B為喜陰植物．影響光合作用的環(huán)境因素主要有：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度、含水量、礦質(zhì)元素等，光照強(qiáng)度主要影響光反應(yīng)，二氧化碳濃度主要影響暗反應(yīng)．

解答 解：（1）Mg²⁺以主動運(yùn)輸進(jìn)入小球藻；Mg²⁺在細(xì)胞中可用于合成葉綠素（葉綠素a和葉綠素b）．
（2）圖2中細(xì)胞器①是葉綠體，是進(jìn)行光合作用的場所，在暗反應(yīng)過程中固定CO₂，場所是葉綠體基質(zhì)．細(xì)胞器②是線粒體，是進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，在第二階段丙酮酸與水發(fā)生氧化分解產(chǎn)生CO₂，場所是線粒體基質(zhì)．對小球藻來說，圖1中b點既進(jìn)行細(xì)胞呼吸，也進(jìn)行光合作用，并呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳被光合作用吸收外，還要部分釋放到細(xì)胞外，對應(yīng)圖2中的生理狀態(tài)是Ⅱ．
（3）①表格中數(shù)據(jù)是在適宜溫度條件下，逐漸增加光照強(qiáng)度，測定放氧速率的數(shù)據(jù)．如表當(dāng)光照強(qiáng)度大于450μmol光子/（100g•s）時，可推知藻類B放氧速率幾乎不發(fā)生改變，因此光照強(qiáng)度和溫度不是影響因素，推知此時二氧化碳濃度是影響藻類B放氧速率主要因素．
②根據(jù)題意，兩條曲線相交，此交點的生物學(xué)含義是A、B兩葉片凈光合作用速率相等．根據(jù)表格中光子為0時，藻類A放氧速率=-20μmolO₂/（100g•s），藻類B放氧速率=-2μmolO₂/（100g•s），可推知藻類A的呼吸速率為20μmolO₂/（100g•s），藻類B的呼吸速率為2μmolO₂/（100g•s），因此A，B兩種藻類產(chǎn)生氧氣的差值為20-2=18μmolO₂/（100g•s）．
故答案為：
（1）主動運(yùn)輸       葉綠素（葉綠素a和葉綠素b）
（2）葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)Ⅱ
（3）①藻類A     二氧化碳濃度
②18

點評 本題的知識點是影響光合作用的環(huán)境因素，光合作用與呼吸作用的關(guān)系，分析題圖曲線獲取信息是解題的關(guān)鍵，解讀題圖曲線應(yīng)用光合作用呼吸作用知識解決問題是本題考查的重點．