Question

5．科学家从发菜藻体中分离出细胞进行液体悬浮培养．通过实验测定了液体悬浮培养条件下温度对离体发菜细胞的光合与呼吸速率的影响，其他条件均正常，结果如图所示．请分析作答：

（1）发菜细胞与水绵细胞相比，最根本的区别是发菜细胞没有核膜包被的细胞核．据图分析，离体发菜细胞生长的最适温度是25℃．
（2）据图可知离体发菜细胞的光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与呼吸作用有关的酶的最适温度更高，光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是45℃．
（3）若在持续保持温度为35℃的条件下，长时间每天12小时光照、12小时黑暗交替，离体发菜细胞不能（填“能”或“不能”）正常生长，原因是35℃时离体发菜细胞的真实光合速率是呼吸速率的2倍，离体发菜细胞进行12小时光合作用制造的有机物量等于24小时呼吸作用消耗的有机物量．因此一昼夜有机物积累量为0，所以不能正常生长．
（4）在离体发菜细胞培养过程中，当其他条件不变突然增强光照时，短时间内细胞中C3的含量将减少，其原因是增强光照，细胞中ATP和[H]的量增加，C₃的还原加快．

Answer 1

分析 植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量．据此分析解答．

解答 解：（1）发菜细胞是原核细胞，水绵细胞是真核细胞．发菜细胞与水绵细胞相比，最根本的区别是发菜细胞没有核膜包被的细胞核．据图分析，25℃时离体发菜细胞的净光合速率最大，有机物的积累最快，故离体发菜细胞生长的最适温度是25℃．
（2）据图可知，离体发菜细胞的光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．45℃时净光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率．因此光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是45℃．
（3）据图可知，35℃时离体发菜细胞的真实光合速率是呼吸速率的2倍离体发菜细胞进行12小时光合作用制造的有机物量等于24小时呼吸作用消耗的有机物量．因此一昼夜有机物积累量为0，所以不能正常生长．
（4）在离体发菜细胞培养过程中，当其他条件不变突然增强光照时，光反应增强，细胞中ATP和[H]的量增加，C₃的还原加快，而二氧化碳的固定过程不变，因此短时间内细胞中C₃的含量将减少．
故答案为：
（1）没有核膜包被的细胞核       25
（2）呼吸        45
（3）不能     35℃时离体发菜细胞的真实光合速率是呼吸速率的2倍，离体发菜细胞进行12小时光合作用制造的有机物量等于24小时呼吸作用消耗的有机物量．因此一昼夜有机物积累量为0，所以不能正常生长
（4）增强光照，细胞中ATP和[H]的量增加，C₃的还原加快

点评 本题考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，意在考查考生的识图能力，能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力．光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．净光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率．