【題目】為了研究某綠藻細(xì)胞懸浮液的光合作用和呼吸作用,某生物實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):

1)操作流程及記錄結(jié)果如表所示(單位:mg

綠藻質(zhì)量(M綠藻質(zhì)量(M-a綠藻質(zhì)量(M+b

溫度

a、b的值

26℃

27℃

28℃

29℃

a

1

2

3

4

b

3

3

2

1

請回答下列問題:

從上表信息可知,在26℃--29℃之間,隨著溫度升高,綠藻呼吸速率的變化趨勢是__________;固定CO2能力最強(qiáng)的溫度是______________。

請畫出綠藻在此實(shí)驗(yàn)條件下,第2h凈光合量( mg)的曲線圖:________

如果恒溫在上述某一溫度,維持10h光照,14h黑暗,則綠藻能最大限度增加的質(zhì)量是______________mg。

2)如圖表示將某綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉容器中,保持一定的pH值和溫度,給予不同條件時(shí)細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖,據(jù)圖回答:

據(jù)圖分析該綠藻的呼吸速率為______(用氧的消耗速率表示)微摩爾/分。

在圖中乙處給予光照時(shí),短時(shí)間內(nèi)C3的變化為____________;在丙處添加CO2,短時(shí)間內(nèi)C5的變化為____________

若在圖中丁處給予光補(bǔ)償點(diǎn)(此時(shí)光合速率等于呼吸速率)的光照,則正確表示溶解氧變化的曲線是ag中的______;若在圖2丁處給予適宜條件,使溶解氧的變化如圖中的b,預(yù)計(jì)30分后,實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量為______微摩爾。

【答案】上升 29℃ 26 25 下降 下降 d 375

【解析】

影響光合作用的環(huán)境因素。

1.溫度對光合作用的影響:在最適溫度下酶的活性最強(qiáng),光合作用強(qiáng)度最大,當(dāng)溫度低于最適溫度,光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng),當(dāng)溫度高于最適溫度,光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱。

2.二氧化碳濃度對光合作用的影響:在一定范圍內(nèi),光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值,光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。

3.光照強(qiáng)度對光合作用的影響:在一定范圍內(nèi),光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值,光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。

題意分析,題曲線表示,光照之前只進(jìn)行呼吸作用,只需根據(jù)氧氣吸收的總量比時(shí)間即可計(jì)算出呼吸速率。光照影響光合作用的光反應(yīng)過程,它能促進(jìn)ATP的生成和水的光解。在丙處添加CO2時(shí),要考慮到二氧化碳影響的是光合作用的暗反應(yīng)中的二氧化碳的固定,丁點(diǎn)以后,若曲線不變,則表示光合作用等于呼吸作用強(qiáng)度;若曲線上升,則表示光合作用大于呼吸作用強(qiáng)度;如果曲線下降,則表示光合作用小于呼吸作用或只進(jìn)行呼吸作用。

1表中a的大小代表了呼吸速率的大小,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,在26℃--29℃之間,隨著溫度升高,綠藻呼吸速率的變化趨勢是逐漸上升;根據(jù)題意顯示,1h內(nèi)固定CO2的量為2a+b,據(jù)此可算出在26℃--29℃時(shí)固定固定CO2的量依次為5、7、89,因此,在29℃時(shí)綠藻固定CO2的能力最強(qiáng)

圖表中綠藻在各個(gè)溫度條件下,經(jīng)過1h的凈光合為(M+b-M-a=a+b,因此第2h各溫度條件下的凈光合量( mg)依次為4、5、5、5

圖示為。

如果恒溫在上述某一溫度,維持10h光照,14h黑暗,則綠藻增加的質(zhì)量可表示為:10a+b-14a,則可計(jì)算出在各溫度條件下的凈增加依次為26 mg、22 mg8 mg、(-6mg,顯然在26℃時(shí),綠藻能獲得最大增加的質(zhì)量26 mg

2在光照開始之前,細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用,在04分細(xì)胞吸收的氧氣的值=210-200=10微摩,因此該綠藻細(xì)胞的呼吸速率=10÷4=2.5微摩/分。

在圖中乙處給予光照時(shí),則光反應(yīng)開始進(jìn)行,產(chǎn)生的[H]ATP會促進(jìn)C3的的還原過程,同時(shí)C3的生成量基本不變,因此短時(shí)間內(nèi)C3含量下降;在丙處添加CO2,則CO2的固定速率加快消耗大量的C5,而C3的還原生成C5的過程基本無變化,因此短時(shí)間內(nèi)C5的含量將下降。

若在圖中丁處給予光補(bǔ)償點(diǎn)的光照,由于此時(shí)光合速率等于呼吸速率植物表現(xiàn)為沒有氧氣的釋放,也沒有氧氣的吸收,因此此時(shí)的溶解氧處于穩(wěn)定狀態(tài),即圖中的d曲線的變化狀態(tài);若在圖2丁處給予適宜條件,使溶解氧的變化如圖中的b,根據(jù)b曲線可以算出凈光合速率為(280-260/2=10微摩爾/分,則30分后,實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量為(10+2.5)×30=375微摩爾。

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(2)若字母代表能量值,則b、c的大小關(guān)系是__________________;圖中能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率是________________________(用圖中字母表示);樟毛等植物呼吸消耗的能量________(包含/不包含)在a中。

(3)假設(shè)沙氏變色蜥只有地面草食動物和小型地面肉食動物兩條食物鏈(其他動物不存在),樟毛等植物中的能量不變,將它的食物比例由地面草食動物:小型肉食動物=1:1調(diào)整為2:1,能量傳遞效率按10%計(jì)算,該生態(tài)系統(tǒng)傳遞給沙氏變色蜥的能量是原來的________倍。

(4)隨著時(shí)間的推移,本地區(qū)內(nèi)生物的種類和數(shù)量還將不斷改變,這一過程屬于_________演替,該過程中生態(tài)系統(tǒng)的___________穩(wěn)定性逐步提高。

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