Question

7．某研究小組在富含CO₂的海水和自然海水中，分別于不同光照強(qiáng)度下測定綠藻類植物的凈光合作用速率（其他各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)條件均為最適條件），實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果如圖所示．請回答下列問題：

（1）在海水中生活的綠藻類植物固定CO₂的場所是葉綠體基質(zhì)，A點(diǎn)葉綠體吸收的CO₂來自線粒體和外界環(huán)境，B點(diǎn)限制綠藻類植物光合作用速率的因素是光照強(qiáng)度和CO₂濃度．
（2）分析圖示，CO₂濃度升高后，綠藻類植物的光飽和點(diǎn)增大，其原因是CO₂濃度升高加快了暗反應(yīng)過程對光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]和ATP的利用，從而促進(jìn)光反應(yīng)，使植物能吸收更多的光能．綠藻類植物吸收的光能在類囊體上轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能．
（3）在富含CO₂的海水中，光照處理14h（平均光照強(qiáng)度大于8kLx），黑暗處理10h，則每立方米的水體中，該綠藻類植物經(jīng)過一晝夜積累的有機(jī)物的質(zhì)量為3.84g（有機(jī)物以葡萄糖的數(shù)量計(jì)算）．

Answer 1

分析 由題意和題圖可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度，因變量是凈光合速率，因此實(shí)驗(yàn)的目的是探究二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度對凈光合速率的影響，由題圖可知，富含二氧化碳的海水中，光的補(bǔ)償點(diǎn)是2klx，飽和點(diǎn)是8klx，光照飽和時的凈光合速率是12mmol/m³．h，自然海水中，光的補(bǔ)償點(diǎn)是4klx，飽和點(diǎn)是7klx左右，光照飽和時的凈光合速率是6mmol/m³．h，兩種二氧化碳濃度條件下呼吸作用強(qiáng)度相同，都是4mmol/m³．h；實(shí)際光合作用強(qiáng)度=凈光合作用強(qiáng)度+呼吸作用強(qiáng)度．

解答 解：（1）綠藻是真核生物，固定二氧化碳的場所是葉綠體基質(zhì)；A點(diǎn)光合作用大于呼吸作用，葉綠體吸收的二氧化碳是表示實(shí)際光合作用強(qiáng)度，等于凈光合作用強(qiáng)度加呼吸強(qiáng)度，因此葉綠體吸收的二氧化碳來自線粒體和外界環(huán)境；B點(diǎn)是自然海水中光照強(qiáng)度為達(dá)到飽和時的點(diǎn)，在同一光照強(qiáng)度下，二氧化碳濃度升高，凈光合速率增大，在同一二氧化碳濃度下，光照增強(qiáng)，凈光合速率增大，因此限制該點(diǎn)光合作用強(qiáng)度的因素是二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度．
（2）光反應(yīng)是水的光解過程，產(chǎn)生氧氣、還原氫、ATP，還原氫、ATP被暗反應(yīng)利用，CO₂濃度升高后，暗反應(yīng)加快，增強(qiáng)了對還原氫、ATP的利用，從而促進(jìn)光反應(yīng)，使植物能吸收更多的光能．綠藻類植物的類囊體膜上含有吸收轉(zhuǎn)化光能的色素，將吸收的光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，儲存在ATP中．
（3）由題圖曲線可知，在富含CO₂的海水中，光照強(qiáng)度不低于8klx，凈光合作用強(qiáng)度是12，光照處理14h（平均光照強(qiáng)度大于8kLx），黑暗處理10h，則每立方米的水體中，二氧化碳的吸收量是12×14-4×10=128mmol，有機(jī)物的積累用葡萄糖表示是（128mmol÷6）×180=3840mg=3.84g．
故答案為：
（1）葉綠體基質(zhì)    線粒體和外界環(huán)境   光照強(qiáng)度和CO₂濃度
（2）[H]和ATP      ATP中活躍的化學(xué)能
（3）3.84

點(diǎn)評 本題旨在考查學(xué)生理解光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度對光合作用的影響，光反應(yīng)與暗反應(yīng)的物質(zhì)變化、能量變化及相互關(guān)系，光合作用與呼吸作用之間的關(guān)系等知識要點(diǎn)，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)，并學(xué)會根據(jù)題圖曲線進(jìn)行推理、解答問題．