Question

【题目】绿球藻原产于北半球的几个淡水湖中，是一种球形绿藻，又称毯藻，是无数藻丝的聚集体。之所以这种藻丝的聚集体会形成球形，主要原因是湖中水流的作用，使绿球藻不断翻滚，长长的藻丝可以不断的生长缠绕，天长日久，便形成了直径可达20～30cm的藻球，圆胖厚实，是一种易繁殖的水族箱观赏藻类。某兴趣小组设计实验研究水族箱养殖绿球藻的最适宜条件，如图是实验结果，图中曲线1、2分别表示在适宜的光照强度和CO2浓度环境中，绿球藻在不同温度条件下的实际光合量和净光合量，请回答下列问题：

（1）在30℃时，绿球藻细胞内产生（H）的场所是_____。

（2）在养殖绿球藻的过程中，水中一定要添加相应的无机盐，当水中缺乏N时，植物细胞会因为_____（填物质的名称，写2个即可）不足而影响光合作用的_____（填“光反应”、“暗反应”或“光反应和暗反应”）。

（3）据图分析，在5℃﹣55℃环境中，与呼吸作用有关的酶的活性随着温度的升高而_____（填“升高”、“降低”、“不变”或“先升后降”）。

（4）根据实验结果，水族箱养殖绿球藻的最佳温度是_____，原因是_____；在该温度条件下，每天需要保持光照_____小时以上，绿球藻才能正常生长。

Answer 1

【答案】叶绿体类囊体薄膜（或叶绿体）、细胞质基质（或细胞质）、线粒体基质（或线粒体） 酶、ATP、ADP、磷脂、叶绿素等 光反应和暗反应 升高 15℃ 15℃时净光合量最大 6

【解析】

1、光合作用的过程：（1）光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、化合作用的酶。具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢。②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP。此过程将光能变为ATP活跃的化学能。

（2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物。②二氧化碳的还原，三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物。此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。光反应为暗反应提供了[H]和ATP，[H]和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物。

2、有氧呼吸的过程：

有氧呼吸分为三个阶段：（1）葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]，并产生少量的ATP；（2）丙酮酸在线粒体基质中消耗水生成二氧化碳和大量的[H] ，并产生少量的ATP；

（3）[H]在线粒体内膜上与氧气结合生成水，并放出大量的能量生成大量的ATP。

题图图示中1曲线指的是绿球藻在适宜的条件下实际光合量随温度的变化；2曲线指的是绿球藻在适宜的条件下净光合量随温度的变化。

据分析可知：

（1）绿藻细胞能够产生[H]的过程有有氧呼吸的一、二阶段，还有光合作用的光反应阶段，场所为细胞质基质、线粒体基质、叶绿体的类囊体薄膜。

（2）在养殖绿球藻的过程中，当水中缺乏N时，酶、ATP、磷脂中均含有N元素，故植物细胞会因为酶、ATP、磷脂等不足而影响光合作用的光反应和暗反应，从而导致光合作用速率下降。

（3）根据图形曲线分析,1表示实际光合量，2表示净光合量，呼吸的量为曲线1-曲线2的量，可知与呼吸作用有关的酶的活性随着温度的升高而升高。

（4）根据实验结果，水族箱养殖绿藻的最佳温度是15℃，因为15℃时净光合量最大；在该温度条件下，净光合为1.5，总光合为2，所以呼吸为2-1.5=0.5，24小时消耗的有机物的量为0.5×24=12，所以光合6小时产生的有机物的量等于24小时消耗的有机物的量，绿球藻才能正常生长。