Question

11．二氧化碳传感器可以测定溶液的CO₂浓度．某生物兴趣小组用该仪器研究20℃环境中，光照等因素对黑藻光合速率的影响，得到如图结果．请回答问题：
（1）黑藻细胞中与溶液的CO₂浓度变化有关的细胞器是叶绿体和线粒体．
（2）该实验中，黑藻的光合速率不能直接通过仪器测量得到，需先在黑暗条件下测定单位时间内溶液CO₂的增加量，即黑藻的呼吸速率，用x表示；再在适宜光照条件下测定单位时间内溶液CO₂的减少量，用y表示．那么，适宜光照下，黑藻的光合速率可表示为x+y．
（3）若0〜t₁溶液的CO₂浓度无变化，说明黑藻的光合速率等于（填“小于”、“等于”或“大于”）呼吸速率．t₁后的短时间内，叶绿体中C₃的含量减少，原因是光照增强，黑藻细胞光反应产生的ATP和[H]增多，使C₃的还原加快，而同时CO₂固定生成C₃的速率不变，故短时间内C₃含量减少．t₂〜t₃限制光合速率的主要环境因素是CO₂浓度，判断依据是t₃时，在溶液中通入CO₂，黑藻的光合速率进一步提高．

Answer 1

分析 分析题图：图示是黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图，t₁之前，光合速率较慢，且保持相对稳定；t₁→t₂，光照增强，光合速率逐渐加快；t₂→t₃，光合速率保持相对稳定；t₃→t₄，CO₂浓度升高后，光合速率加快．

解答 解：（1）黑藻细胞在叶绿体中进行光合作用中吸收CO₂，导致溶液的CO₂浓度减少，呼吸作用产生CO₂，导致溶液的CO₂浓度增加，相关的细胞器是线粒体．
（2）在黑暗条件下测定单位时间内溶液CO₂的增加量，即黑藻的呼吸速率，用x表示；再在适宜光照条件下测定单位时间内溶液C0₂的减少量，为净光合速率，用y表示．那么，适宜光照下，黑藻的光合速率=呼吸速率+净光合速率=x+y．
（3）t₁之前，光合速率较慢，且保持相对稳定，说明黑藻的光合速率等于呼吸速率．t₁后的短时间内，光照增强，黑藻细胞光反应产生的ATP和[H]增多，使C₃的还原加快，而同时C0₂固定生成C₃的速率不变，故短时间内C₃含量减少． t₃时，在溶液中通入CO₂，黑藻的光合速率进一步提高，由此可判断出t₂〜t₃限制光合速率的主要环境因素是CO₂浓度．
故答案为：
（1）叶绿体和线粒体
（2）呼吸      溶液CO₂的减少量        x+y
（3）等于    光照增强，黑藻细胞光反应产生的ATP和[H]增多，使C₃的还原加快，而同时C0₂固定生成C₃的速率不变，故短时间内C₃含量减少
C0₂浓度     t₃时，在溶液中通入C0₂，黑藻的光合速率进一步提高

点评 本题结合曲线图，考查影响光合速率的环境因素，要求考生识记原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；掌握影响光合速率的因素，能根据图中信息答题，属于考纲识记和理解层次的考查．