Question

【題目】如圖是某生物興趣小組將單細胞念珠藻置于密閉容器內，探究溫度對念珠藻代謝影響的實驗示意圖，并繪制了如下圖一所示的光合作用和呼吸作用物質變化過程圖。實驗中可以根據毛細管中紅色液滴的移動，讀出容器內氧氣體積的改變量。實驗測得不同溫度下的相關數(shù)據記錄在表格中（說明：培養(yǎng)液中加有緩沖物質，不考慮pH的變化）。

回答下列問題：

（1）圖一中不應該存在的生理過程是_________（填數(shù)字序號）。圖一中表示有氧呼吸過程的序號有_____________。

（2）5℃時念珠藻細胞中產生ATP的場所是___________。如果圖二裝置中，添加NaOH時，紅色液滴左移；添加蒸餾水時，紅色液滴左移；請解釋可能的原因______________________________________。

（3）適宜光照下，10℃時念珠藻能否正常生長？____（填“能”或“不能”）。30℃時的光合作用強度是15℃時的____倍。

（4）為了排除環(huán)境因素對實驗的干擾，上述實驗中還應該____________，以校正實驗誤差，使實驗數(shù)據更加準確。

（5）某同學為探究CO2濃度對念珠藻光合作用的影響，向圖二裝置中添加適量較高濃度的NaHCO3，在短時間內，這將導致念珠藻細胞中的C5的含量______（填“升高”、“不變”或“降低”）。但該同學通過實驗發(fā)現(xiàn)，當容器內NaHCO3溶液的濃度超過5%時，念珠藻的光合作用強度急劇下降，最可能的原因是_______________________________。

Answer 1

【答案】⑦ ③④⑧⑨ 細胞質基質 底物有脂肪 能 2.5 做空白對照實驗 降低 高濃度溶液導致細胞失水死亡

【解析】

（1）分析圖一：①表示光反應過程中的水在光下分解，②表示暗反應過程中的C3的還原，③表示有氧呼吸的第一、第二階段，④表示有氧呼吸的第三階段，⑤表示CO2的固定，⑥表示C3的還原，⑦過程不存在；⑧表示有氧呼吸或無氧呼吸的第二階段，⑨有氧呼吸或無氧呼吸的第一階段。（2）分析圖二：裝置中的NaHCO3溶液既能為植物提供CO2，又能維持容器內CO2濃度的相對穩(wěn)定，因此毛細管中紅色液滴移動的距離是容器內氧氣體積的改變引起的。在光照下，該距離反映的是凈光合作用強度；在黑暗中，該距離反映的是有氧呼吸作用強度。

(1)由以上對圖一的分析可知：圖一中不應該存在的生理過程是⑦，圖一中表示有氧呼吸過程的序號有③④⑧⑨。

(2) 念珠藻屬于原核生物，其細胞中沒有葉綠體和線粒體，所以5℃時念珠藻細胞中產生ATP的場所是細胞質基質。已知毛細管中紅色液滴的移動是容器內氧氣體積的改變引起的。如果圖二裝置中，添加NaOH時紅色液滴左移，是由于細胞呼吸產生的CO2被NaOH吸收，導致容器內的氣體壓強減小所致；添加蒸餾水時紅色液滴仍左移，說明細胞呼吸產生的CO2量小于有氧呼吸消耗的O2量，可能的原因是呼吸底物有脂肪。

(3) 依題意并分析表中信息可知：適宜光照下，10℃時容器內氧氣體積的增加量為4 mL/h，說明10℃時念珠藻的凈光合作用強度大于零，能夠積累有機物，因此能常生長。15℃與30℃時的凈光合作用強度分別為11 mL/h與22 mL/h，呼吸作用強度分別為7mL/h與23 mL/h，所以30℃時的光合作用強度是15℃時的（22＋23）÷（11＋7）＝2.5倍。

(4) 為了排除環(huán)境因素對實驗的干擾，上述實驗中還應該做空白對照實驗，即在圖二所示的容器內放置滅活的念珠藻，其余條件與實驗組相同，以校正實驗誤差，使實驗數(shù)據更加準確。

(5) 向圖二裝置中添加適量較高濃度的NaHCO3，則為植物提供的CO2濃度增加，使得CO2與C5結合生成C3的CO2固定過程加快，所以在短時間內，這將導致念珠藻細胞中的C5的含量降低。當容器內NaHCO3溶液的濃度超過5%時，念珠藻的光合作用強度急劇下降，最可能的原因是：高濃度的NaHCO3溶液導致念珠藻細胞因失水過多而死亡。