Question

19．小球藻（一种单细胞绿藻）是研究植物生理活动的常用实验材料．小球藻的Rubisco酶具有“两面性’，CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂反应，完成光合作用；O₂浓度较高时，该酶催化C₅与O₂反应，产物在线粒体中生成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸．研究人员利用含大量氮、磷的沼液培养小球藻，进行“去除CO₂低碳研究”．右图为持续通入CO₂浓度为1.5%的空气下（其他条件适宜），CO₂去除率与小球藻相对密度的变化曲线．请回答：

（1）Rubisco酶的存在场所为叶绿体基质，其“两面性”与酶的专一性（特性）相矛盾．光呼吸过程的产物除CO₂的外还有ATP和[H]（物质）
（2）确定小球藻是能进行光合作用的真核生物的简便方法是在显微镜下（或制片）观察存在叶绿体．磷被小球藻吸收后用于合成ATP、NADPH、磷脂（至少答两项）等物质而影响光合作用．
（3）小球藻去除C0₂的最佳时段是第4～6天．第8天后C0₂去除率下降的最可能原因随着小球藻密度的增加，净光合速率下降
（4）甲、乙两图分别表示温度和光照强度对正常生长小球藻代谢的影响（其他条件均为最适状态），曲线A、B分别为小球藻的真正光合速率和呼吸速率．

①图甲中表示真正光合速率的是曲线A（选填“曲线A”或“曲线B”）．在40℃以后两曲线的变化趋势不同的原因是光合作用有关的酶对高温更敏感（或呼吸作用有关的酶更耐高温）．
②结合图甲，图乙中小球藻CO₂吸收的相对量是在温度为30℃时测宗的．图乙中与图甲的两曲线交点含义相同的点是D，此时小球藻产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．

Answer 1

分析 叶绿体是进行光合作用的场所，光合作用光反应阶段发生在叶绿素的类囊体薄膜上，暗反应阶段发生在叶绿体基质中，其中暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物还原两种物质变化．
分析曲线：图甲中，曲线A、B分别为小球藻的真正光合速率和呼吸速率，图中看出光合作用的酶对温度更敏感；图乙中，C点只进行呼吸作用，D点光合作用等于呼吸作用，D点之后光合作用均大于呼吸作用．

解答 解：（1）光合作用过程，C₅与CO₂反应称为二氧化碳的固定，属于光合作用的暗反应，因此Rubisco酶的存在场所为叶绿体基质，其“两面性”与酶的专一性相矛盾．根据题意可知，“产物在线粒体中生成CO₂”，因此光呼吸过程可以认为是有氧呼吸的第二阶段，因此该过程的产物除CO₂的外还有ATP和[H]．
（2）叶绿体是真核生物光合作用的场所，遗传你确定小球藻是能进行光合作用的真核生物的简便方法是在显微镜下（或制片）观察存在叶绿体．磷被小球藻吸收后用于合成ATP、NADPH、磷脂等物质而影响光合作用．
（3）曲线图中可以看出，小球藻去除C0₂的最佳时段是第4～6天．第8天后C0₂去除率下降的最可能原因随着小球藻密度的增加，净光合速率下降
（4）①根据题意可知，图甲中曲线A表示真正光合速率．由于光合作用有关的酶对高温更敏感，因此在40℃以后两曲线的变化趋势不同．
②图乙中C点小球藻只进行呼吸作用，其呼吸速率为2，因此对应图甲，小球藻CO₂吸收的相对量是在温度为30℃时测的．图甲的两曲线交点表示光合速率等于呼吸速率，与图乙中D点含义相同，由于此时同时进行光合作用和呼吸作用，因此小球藻产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．
故答案为：
（1）叶绿体基质   专一性   ATP和[H]
（2）在显微镜下（或制片）观察存在叶绿体    ATP、NADPH、磷脂
（3）第4～6天   随着小球藻密度的增加，净光合速率下降
（4）①曲线A      光合作用有关的酶对高温更敏感（或呼吸作用有关的酶更耐高温）
②30℃D    细胞质基质、线粒体和叶绿体

点评 本题结合图解，考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，意在考查考生的审题能力、析图能力和理解能力，要求考生能够能够从题图中获得有效解题信息，同时识记光合作用和有氧呼吸的场所，能够结合题意进行分析，难度适中．