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(guān)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(chǎn)生的氣泡數(shù)量結(jié)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(nèi)因主要是光合色素含量，若要增加實驗中所產(chǎn)生的氣泡數(shù)量可采取適當(dāng)提高碳酸氫鈉濃度、溫度等措施．
②實驗中14min時不產(chǎn)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(xì)胞中產(chǎn)生[H]的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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(guān)酶的最適溫度更高，光合速率與呼吸速率相等時對應(yīng)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(yīng)不足，C3化合物還原受阻而積累．當(dāng)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(guān)的酶的活性情況是光合作用相關(guān)酶失活，呼吸作用相關(guān)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(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進行水的光解，產(chǎn)生ATP和[H]，同時釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應(yīng)階段三碳化合物的還原，細(xì)胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無光都可以進行，為細(xì)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(xì)胞中光合色素的含量的多少，適當(dāng)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(xì)胞呼吸強度，不再有氣泡產(chǎn)生；16分鐘時處于黑暗狀態(tài)，[H]只通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生，產(chǎn)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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(guān)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(yīng)速率降低，[H]、ATP供應(yīng)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(dāng)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(guān)的酶的活性情況高溫使光合作用相關(guān)酶失活、呼吸作用相關(guān)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
（2）①呼吸         40
②[H]、ATP供應(yīng)不足，C3化合物還原受阻而積累     光合作用相關(guān)酶失活，呼吸作用相關(guān)酶活性低

點評 此題主要考查的是光合作用過程中的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化，難度適中．