Question

【题目】下图甲是利用小球藻（一种单细胞绿藻）进行光合作用实验的示意图。图乙是用图甲中 A 组装置进行实验，测得的小球藻净光合速率与光质、CO2浓度关系（不考虑光质对呼吸作用的影响）。 请据图分析回答下列问题：

（1）与蓝藻相比，小球藻在细胞结构上的主要区别是___________，两者都是自养生物，这与它们都能______。

（2）图甲B组实验时，向试管中通入18O2，则一段时间后，在小球藻呼吸产物中出现含 18O的CO2，试解释这种CO2产生的过程___________。若在密闭且其他条件相同的情况下，测定图甲中A、B两组试管中氧气的变化，初始氧气浓度均为300mg/L，24h后，A组试管氧气浓度为500mg/L，B组试管氧气浓度为116mg/L，则A试管中，小球藻光合作用产生的氧气速率为___________mg/L·h。

（3）依据图乙曲线，当小球藻处于黄光、CO2浓度为300μL·L-1时，细胞内合成ATP的场所是____________；当小球藻细胞由曲线中b点状态迅速转移到a点状态时，短时间内叶绿体中的C5含量将会__________。若用绿光替代黄光一组的实验，则所得曲线位于原曲线____________(之上/之下/同位置)。

（4）据图乙所示实验结果，为提高温室作物的产量，你的建议是____________。

Answer 1

【答案】小球藻有核膜包被的细胞核 进行光合作用，将CO2和H2O转化为有机物 18O2经小球藻的有氧呼吸消耗转变为H218O，后者参与线粒体内有氧呼吸中丙酮酸分解过程， 产生C18O2 16 线粒体、叶绿体和细胞质基质 增加 之下 采用自然光照（白光）、适当增加CO2浓度

【解析】

分析曲线图可知：不同的二氧化碳浓度条件下，白光组最有利于植物净光合速率的提高，因为白光是复色光，植物在主要吸收红光和蓝紫光的同时，也或多或少吸收其他波长的光，有利于光合作用的提高。

（1）蓝藻属于原核生物，小球藻属于真核生物，与蓝藻相比，小球藻在细胞结构上的主要区别是小球藻有核膜包被的细胞核；两者都是自养生物，因为它们都能进行光合作用，将C02和H2O转化为有机物。
（2）图甲中，B组实验小球藻只进行呼吸作用，向试管中通入18O2，18O2经小球藻的有氧呼吸第三阶段消耗转变为H218O，后者参与线粒体内有氧呼吸中丙酮酸分解过程，产生C1802，所以一段时间后，在小球藻呼吸产物中出现含18O的C02；根据题意可知，A试管24h氧气浓度增加量500-300=200mg/L为净光合作用量，B试管24h氧气浓度减少300-116=184mg/L为呼吸消耗量，因此，小球藻24h实际光合作用量为200+184=384mg/L，则A试管中，小球藻光合作用产生的氧气速率为384÷24=16 mg/Lh。
（3）依据图乙曲线，当小球藻处于黄光、C02浓度为300μLL-1时，小球藻同时进行光合作用和呼吸作用，所以细胞内合成ATP的场所是线粒体、叶绿体和细胞质基质；当小球藻细胞由曲线中b点状态迅速转移到a点状态时，光质由黄光变为红光，光合作用变强，短时间内光反应产生的ATP和[H]的量增加，C3被还原的量增加，而二氧化碳的固定速率短时间不变，则C3减少、C5含量增加。植物对绿光吸收最少，故用绿光替代黄光一组的实验，光合速率降低，即所得曲线位于原曲线之下。

（4）分析图乙曲线可知：不同的二氧化碳浓度条件下，白光组最有利于植物净光合速率的提高，而且在实验CO2浓度范围内，随着CO2浓度的升高，三种光照条件下的净光合速率均逐渐增大。因此，温室种植作物时，可采用自然光照（白光）、适当增加C02浓度等措施，以提高温室作物产量。