Question

【題目】綠球藻原產于北半球的幾個淡水湖中，是一種球形綠藻，又稱毯藻，是無數藻絲的聚集體。之所以這種藻絲的聚集體會形成球形，主要原因是湖中水流的作用，使綠球藻不斷翻滾，長長的藻絲可以不斷的生長纏繞，天長日久，便形成了直徑可達20～30cm的藻球，圓胖厚實，是一種易繁殖的水族箱觀賞藻類。某興趣小組設計實驗研究水族箱養殖綠球藻的最適宜條件，如圖是實驗結果，圖中曲線1、2分別表示在適宜的光照強度和CO2濃度環境中，綠球藻在不同溫度條件下的實際光合量和凈光合量，請回答下列問題：

（1）在30℃時，綠球藻細胞內產生（H）的場所是_____。

（2）在養殖綠球藻的過程中，水中一定要添加相應的無機鹽，當水中缺乏N時，植物細胞會因為_____（填物質的名稱，寫2個即可）不足而影響光合作用的_____（填“光反應”、“暗反應”或“光反應和暗反應”）。

（3）據圖分析，在5℃﹣55℃環境中，與呼吸作用有關的酶的活性隨著溫度的升高而_____（填“升高”、“降低”、“不變”或“先升后降”）。

（4）根據實驗結果，水族箱養殖綠球藻的最佳溫度是_____，原因是_____；在該溫度條件下，每天需要保持光照_____小時以上，綠球藻才能正常生長。

Answer 1

【答案】葉綠體類囊體薄膜（或葉綠體）、細胞質基質（或細胞質）、線粒體基質（或線粒體） 酶、ATP、ADP、磷脂、葉綠素等 光反應和暗反應 升高 15℃ 15℃時凈光合量最大 6

【解析】

1、光合作用的過程：（1）光反應階段在葉綠體囊狀結構薄膜上進行，此過程必須有光、色素、化合作用的酶。具體反應步驟：①水的光解，水在光下分解成氧氣和還原氫。②ATP生成，ADP與Pi接受光能變成ATP。此過程將光能變為ATP活躍的化學能。

（2）暗反應在葉綠體基質中進行，有光或無光均可進行，反應步驟：①二氧化碳的固定，二氧化碳與五碳化合物結合生成兩個三碳化合物。②二氧化碳的還原，三碳化合物接受還原氫、酶、ATP生成有機物。此過程中ATP活躍的化學能轉變成化合物中穩定的化學能。光反應為暗反應提供了[H]和ATP，[H]和ATP能夠將三碳化合物還原形成有機物。

2、有氧呼吸的過程：

有氧呼吸分為三個階段：（1）葡萄糖在細胞質基質中分解為丙酮酸和[H]，并產生少量的ATP；（2）丙酮酸在線粒體基質中消耗水生成二氧化碳和大量的[H] ，并產生少量的ATP；

（3）[H]在線粒體內膜上與氧氣結合生成水，并放出大量的能量生成大量的ATP。

題圖圖示中1曲線指的是綠球藻在適宜的條件下實際光合量隨溫度的變化；2曲線指的是綠球藻在適宜的條件下凈光合量隨溫度的變化。

據分析可知：

（1）綠藻細胞能夠產生[H]的過程有有氧呼吸的一、二階段，還有光合作用的光反應階段，場所為細胞質基質、線粒體基質、葉綠體的類囊體薄膜。

（2）在養殖綠球藻的過程中，當水中缺乏N時，酶、ATP、磷脂中均含有N元素，故植物細胞會因為酶、ATP、磷脂等不足而影響光合作用的光反應和暗反應，從而導致光合作用速率下降。

（3）根據圖形曲線分析,1表示實際光合量，2表示凈光合量，呼吸的量為曲線1-曲線2的量，可知與呼吸作用有關的酶的活性隨著溫度的升高而升高。

（4）根據實驗結果，水族箱養殖綠藻的最佳溫度是15℃，因為15℃時凈光合量最大；在該溫度條件下，凈光合為1.5，總光合為2，所以呼吸為2-1.5=0.5，24小時消耗的有機物的量為0.5×24=12，所以光合6小時產生的有機物的量等于24小時消耗的有機物的量，綠球藻才能正常生長。