Question

【題目】某研究小組在不同條件下測定某種單細胞綠藻平均O2總產生速率和CO2釋放速率，結果如下表。請回答下列問題：

(1)在30℃、2klx的條件下，該綠藻細胞消耗ADP的場所有___________________________，若此時適當提高光照強度，短期內細胞中C5化合物的含量____________。

(2)在20℃、4klx的條件下，限制該綠藻光合速率的主要環境因素是____________，該綠藻長期處于此條件下，____________(填“能”或“不能”)正常生長。

(3)結合表中數據分析可知，該綠藻在30℃時的細胞呼吸速率____________(填“大于”“小于”或“等于”)20℃時的細胞呼吸速率，且隨光照強度的增加，該綠藻細胞的呼吸速率_______________(填“增加”“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】線粒體、葉綠體和細胞質基質 增加 溫度 不能 小于 不變

【解析】

根據題干信息和表格分析，氧氣總產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。根據表格數據分析，在20℃下，光照強度為4klx綠藻達到光飽和點，真正的光合作用速率為8nmolh-1；在30℃下，光照強度為5klx綠藻達到光飽和點，真正的光合作用速率為12nmolh-1。

（1）在30℃，2klx條件下，綠藻細胞既能進行光合作用，也能進行呼吸作用，這兩種生理過程都可以消耗ADP并產生ATP，因此消耗ADP的場所有葉綠體、細胞質基質和線粒體。若此時適當提高光照強度，則光反應產生的ATP和[H]增加，三碳化合物還原生成五碳化合物的過程加快，而五碳化合物與二氧化碳的固定過程基本不變，因此短期內細胞中五碳化合物的含量增加。

（2）根據以上分析可知，在20℃下，光照強度為4klx綠藻達到光飽和點，因此此時限制綠藻光合速率的主要環境因素是溫度；該綠藻長期處于20℃，4klx條件下，該綠藻真正光合速率為8nmolh-1，呼吸速率為2+8=10nmolh-1，即該綠藻光合速率小于呼吸速率，因此綠藻不能正常生長。

（3）根據表格數據分析，該綠藻在20℃時的細胞呼吸速率為2+8=10nmolh-1，30℃時的細胞呼吸速率為12-8=4nmolh-1，因此該綠藻在30℃時的細胞呼吸速率小于20℃時的細胞呼吸速率，且隨光照強度的增加，該綠藻細胞的呼吸速率不變。