Question

【題目】某研究小組在不同條件下測定某種單細(xì)胞綠藻平均O2總產(chǎn)生速率和 CO2釋放速率，結(jié)果如表�；卮鹣铝袉栴}：

光照強(qiáng)度（klx）		1	2	3	4	5	6
O2總產(chǎn)生速率（nmol·h-1）	20℃	1	3	6	8	8	8
	30℃	2	4	7	10	12	12
CO2釋放速率（nmol·h-1）	20℃	9	7	4	2	2	2
	30℃	2	0	-3	-6	-8	-8

（1）該綠藻在不同光照強(qiáng)度下產(chǎn)生的 O2均來自_____的分解. 在20℃、4klx條 件下，限制該綠藻光和速率的主要環(huán)境因素是_____。在30℃、2klx條件下，該綠藻細(xì)胞_______（填“能”或“不能”）通過線粒體產(chǎn)生ATP，該綠藻長期處于20℃、5klx條件下不能正常生長，其原因是____________。

（2）為了判斷該綠藻細(xì)胞呼吸速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系，如何利用表中數(shù)據(jù)？ _____，據(jù)此可得出的結(jié)論是_____。分析數(shù)據(jù)可知，該綠藻在30℃時的細(xì)胞呼吸速率小于20℃時，其主要原因是______。

Answer 1

【答案】水 溫度 能 在20℃、5klx的條件下，該綠藻光合速率小于呼吸速率 先將同一光照強(qiáng)度、同一溫度下的O2總產(chǎn)生速率和CO2釋放速率相加，計算出相應(yīng)條件下細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氣化碳的速率，再比較同一溫度、不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳速率的大小關(guān)系 隨著光照強(qiáng)度下的增加，該綠藻細(xì)胞呼吸速率保持不變（或光照強(qiáng)度不影響該綠藻細(xì)胞呼吸速率，） 該綠藻細(xì)胞呼吸酶的最適溫度小于30℃，在30℃時呼吸酶的活性小于20℃時

【解析】

根據(jù)題干信息和表格分析，氧氣總產(chǎn)生速率代表實際光合速率，二氧化碳釋放速率代表呼吸速率與實際光合速率的差值，大于0時呼吸速率大于光合速率，等于0時光合速率與呼吸速率相等，小于0時呼吸速率小于光合速率。根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，在20℃下，光照強(qiáng)度為4klx綠藻達(dá)到光飽和點(diǎn)，真正的光合作用速率為8 nmol·h-1；在30°C下，光照強(qiáng)度為5klx綠藻達(dá)到光飽和點(diǎn)，真正的光合作用速率為12nmol·h-1。

（1）在光照條件下，該綠藻產(chǎn)生的O2均來自光反應(yīng)中水的分解。在20℃的條件下，光照強(qiáng)度超過4klx，該綠藻細(xì)胞的O2總產(chǎn)生速率不變，說明光照強(qiáng)度不再是限制該綠藻光合速率的因素；在20℃，4klx的條件下，該綠藻細(xì)胞CO2釋放速率大于0，說明CO2也不是限制該綠藻光合速率的因素；在4klx的條件下，該綠藻細(xì)胞在20℃時的O2總產(chǎn)生速率小于30℃時.說明溫度是限制該綠藻光合速率的主要環(huán)境因素。綠藻是真核生物，具有線粒體。在30℃，2klx條件下，該綠藻細(xì)胞既能進(jìn)行光合作用，也能進(jìn)行有氧呼吸，故能通過線粒體產(chǎn)生ATP。在20℃，5klx時，該綠藻細(xì)胞向外界釋放二氧化碳的速率為2 nmol·h-1，說明此時光合速率小于呼吸速率，綠藻細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物會不斷減少。因此，長期處于這一條件下的該綠藻不能正常生長。

（2）在光照強(qiáng)度為1klx時，綠藻細(xì)胞在20℃時呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的速率為9+1=10（nmol·h-1）.而在30℃時呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的速率為2+2=4（nmol·h-1）；在光照強(qiáng)度為2klx時，20℃和30℃時呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的速率分別為7+3=10（nmol·h-1）、0+4=4（nmol·h-1），同理，可以計算出在同一溫度、不同的光照強(qiáng)度下呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的速率都相等，這說明光照強(qiáng)度不影響該綠藻呼吸速率。分析數(shù)據(jù)可知，該綠藻在30℃時的細(xì)胞呼吸速率小于20℃時，主要原因是30℃已經(jīng)超過了該綠藻細(xì)胞呼吸酶的最適沮度，此時呼吸酶的活性小于20℃時。