Question

19．小球藻（一種單細(xì)胞綠藻）是研究植物生理活動(dòng)的常用實(shí)驗(yàn)材料．小球藻的Rubisco酶具有“兩面性’，CO₂濃度較高時(shí)，該酶催化C₅與CO₂反應(yīng)，完成光合作用；O₂濃度較高時(shí)，該酶催化C₅與O₂反應(yīng)，產(chǎn)物在線(xiàn)粒體中生成CO₂，這種植物在光下吸收O₂產(chǎn)生CO₂的現(xiàn)象稱(chēng)為光呼吸．研究人員利用含大量氮、磷的沼液培養(yǎng)小球藻，進(jìn)行“去除CO₂低碳研究”．右圖為持續(xù)通入CO₂濃度為1.5%的空氣下（其他條件適宜），CO₂去除率與小球藻相對(duì)密度的變化曲線(xiàn)．請(qǐng)回答：

（1）Rubisco酶的存在場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)，其“兩面性”與酶的專(zhuān)一性（特性）相矛盾．光呼吸過(guò)程的產(chǎn)物除CO₂的外還有ATP和[H]（物質(zhì)）
（2）確定小球藻是能進(jìn)行光合作用的真核生物的簡(jiǎn)便方法是在顯微鏡下（或制片）觀(guān)察存在葉綠體．磷被小球藻吸收后用于合成ATP、NADPH、磷脂（至少答兩項(xiàng)）等物質(zhì)而影響光合作用．
（3）小球藻去除C0₂的最佳時(shí)段是第4～6天．第8天后C0₂去除率下降的最可能原因隨著小球藻密度的增加，凈光合速率下降
（4）甲、乙兩圖分別表示溫度和光照強(qiáng)度對(duì)正常生長(zhǎng)小球藻代謝的影響（其他條件均為最適狀態(tài)），曲線(xiàn)A、B分別為小球藻的真正光合速率和呼吸速率．

①圖甲中表示真正光合速率的是曲線(xiàn)A（選填“曲線(xiàn)A”或“曲線(xiàn)B”）．在40℃以后兩曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)不同的原因是光合作用有關(guān)的酶對(duì)高溫更敏感（或呼吸作用有關(guān)的酶更耐高溫）．
②結(jié)合圖甲，圖乙中小球藻CO₂吸收的相對(duì)量是在溫度為30℃時(shí)測(cè)宗的．圖乙中與圖甲的兩曲線(xiàn)交點(diǎn)含義相同的點(diǎn)是D，此時(shí)小球藻產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體和葉綠體．

Answer 1

分析 葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，光合作用光反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠素的類(lèi)囊體薄膜上，暗反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，其中暗反應(yīng)階段包括二氧化碳的固定和三碳化合物還原兩種物質(zhì)變化．
分析曲線(xiàn)：圖甲中，曲線(xiàn)A、B分別為小球藻的真正光合速率和呼吸速率，圖中看出光合作用的酶對(duì)溫度更敏感；圖乙中，C點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，D點(diǎn)光合作用等于呼吸作用，D點(diǎn)之后光合作用均大于呼吸作用．

解答 解：（1）光合作用過(guò)程，C₅與CO₂反應(yīng)稱(chēng)為二氧化碳的固定，屬于光合作用的暗反應(yīng)，因此Rubisco酶的存在場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)，其“兩面性”與酶的專(zhuān)一性相矛盾．根據(jù)題意可知，“產(chǎn)物在線(xiàn)粒體中生成CO₂”，因此光呼吸過(guò)程可以認(rèn)為是有氧呼吸的第二階段，因此該過(guò)程的產(chǎn)物除CO₂的外還有ATP和[H]．
（2）葉綠體是真核生物光合作用的場(chǎng)所，遺傳你確定小球藻是能進(jìn)行光合作用的真核生物的簡(jiǎn)便方法是在顯微鏡下（或制片）觀(guān)察存在葉綠體．磷被小球藻吸收后用于合成ATP、NADPH、磷脂等物質(zhì)而影響光合作用．
（3）曲線(xiàn)圖中可以看出，小球藻去除C0₂的最佳時(shí)段是第4～6天．第8天后C0₂去除率下降的最可能原因隨著小球藻密度的增加，凈光合速率下降
（4）①根據(jù)題意可知，圖甲中曲線(xiàn)A表示真正光合速率．由于光合作用有關(guān)的酶對(duì)高溫更敏感，因此在40℃以后兩曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)不同．
②圖乙中C點(diǎn)小球藻只進(jìn)行呼吸作用，其呼吸速率為2，因此對(duì)應(yīng)圖甲，小球藻CO₂吸收的相對(duì)量是在溫度為30℃時(shí)測(cè)的．圖甲的兩曲線(xiàn)交點(diǎn)表示光合速率等于呼吸速率，與圖乙中D點(diǎn)含義相同，由于此時(shí)同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，因此小球藻產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體和葉綠體．
故答案為：
（1）葉綠體基質(zhì)   專(zhuān)一性   ATP和[H]
（2）在顯微鏡下（或制片）觀(guān)察存在葉綠體    ATP、NADPH、磷脂
（3）第4～6天   隨著小球藻密度的增加，凈光合速率下降
（4）①曲線(xiàn)A      光合作用有關(guān)的酶對(duì)高溫更敏感（或呼吸作用有關(guān)的酶更耐高溫）
②30℃D    細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體和葉綠體

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查了光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生的審題能力、析圖能力和理解能力，要求考生能夠能夠從題圖中獲得有效解題信息，同時(shí)識(shí)記光合作用和有氧呼吸的場(chǎng)所，能夠結(jié)合題意進(jìn)行分析，難度適中．