Question

20．将金鱼藻放在盛有一定浓度的碳酸氢钠溶液的密闭容器中培养，进行如下相关实验研究．
（1）先给予10000lx的光照处理5分钟，再进行5000lx的光照处理5分钟，最后用1000lx的光照5分钟后再黑暗处理．定时测定金鱼藻产生的气泡数量结果如下．据此回答：

时间	lmin	3min	5raln	7min	10min	12min	14min	16min
气泡个/min	38	40	24	15	5	3	O	0

①若10000lx光照是金鱼藻所能利用的最强光照，则限制气泡增多的内因主要是光合色素含量，若要增加实验中所产生的气泡数量可采取适当提高碳酸氢钠浓度、温度等措施．
②实验中14min时不产生气泡的原因是光合作用强度等于或小于呼吸作用强度；16min时叶肉细胞中产生[H]的细胞结构是细胞质基质和线粒体．
（2）金鱼藻在适宜的光照、CO₂浓度环境中，在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线如图所示．

①光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与呼吸作用有关酶的最适温度更高，光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是40℃．
②若在环境温度为30℃时，突然减弱光照强度，叶绿体中三碳化合物含量瞬时上升的原因是[H]、ATP供应不足，C3化合物还原受阻而积累．当环境温度处于55℃～60～C之间时，与光合作用和呼吸作用两者相关的酶的活性情况是光合作用相关酶失活，呼吸作用相关酶活性低．

Answer 1

分析 植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量．据此分析解答．

解答 解：（1）①若10000lx光照是金鱼藻所能利用的最强光照，即光照达到饱和，则限制气泡增多的是植物细胞中光合色素的含量的多少，适当提高二氧化碳的浓度或提高温度可进一步提高光合速率．
②光照强度减弱，光合作用强度等于或小于细胞呼吸强度，不再有气泡产生；16分钟时处于黑暗状态，[H]只通过细胞呼吸产生，产生的场所是细胞质基质和线粒体．
（2）①光合作用和呼吸作用都受温度的影响，根据曲线图可知，30℃时光合作用最强，即光合作用的最适温度是30℃．呼吸作用的最适温度是42.5℃左右．可知与呼吸作用有关酶的最适温度更高．40℃时，净光合速率为0时，即光合速率与呼吸速率相等．
②若在环境温度为30℃时，突然减弱光照强度，光反应速率降低，[H]、ATP供应不足，C3化合物还原受阻而积累，使得叶绿体中三碳化合物含量瞬时上升．当环境温度处于55℃～60℃之间时，图示曲线发现只有一条曲线，如果这时有光合作用的话，净光合速率曲线不可能与呼吸速率的曲线重合的．故此时只有呼吸作用、没有光合作用．所以光合作用和呼吸作用两者相关的酶的活性情况高温使光合作用相关酶失活、呼吸作用相关酶活性低．
故答案为：
（1）①光合色素含量 （叶绿体的数量）     碳酸氢钠溶液浓度、温度（答出一项即可）
②光合作用强度等于或小于呼吸作用强度     细胞质基质和线粒体
（2）①呼吸         40
②[H]、ATP供应不足，C3化合物还原受阻而积累     光合作用相关酶失活，呼吸作用相关酶活性低

点评 此题主要考查的是光合作用过程中的物质和能量转化，难度适中．