Question

【题目】如图是某生物兴趣小组将单细胞念珠藻置于密闭容器内，探究温度对念珠藻代谢影响的实验示意图，并绘制了如下图一所示的光合作用和呼吸作用物质变化过程图。实验中可以根据毛细管中红色液滴的移动，读出容器内氧气体积的改变量。实验测得不同温度下的相关数据记录在表格中（说明：培养液中加有缓冲物质，不考虑pH的变化）。

回答下列问题：

（1）图一中不应该存在的生理过程是_________（填数字序号）。图一中表示有氧呼吸过程的序号有_____________。

（2）5℃时念珠藻细胞中产生ATP的场所是___________。如果图二装置中，添加NaOH时，红色液滴左移；添加蒸馏水时，红色液滴左移；请解释可能的原因______________________________________。

（3）适宜光照下，10℃时念珠藻能否正常生长？____（填“能”或“不能”）。30℃时的光合作用强度是15℃时的____倍。

（4）为了排除环境因素对实验的干扰，上述实验中还应该____________，以校正实验误差，使实验数据更加准确。

（5）某同学为探究CO2浓度对念珠藻光合作用的影响，向图二装置中添加适量较高浓度的NaHCO3，在短时间内，这将导致念珠藻细胞中的C5的含量______（填“升高”、“不变”或“降低”）。但该同学通过实验发现，当容器内NaHCO3溶液的浓度超过5%时，念珠藻的光合作用强度急剧下降，最可能的原因是_______________________________。

Answer 1

【答案】⑦ ③④⑧⑨ 细胞质基质 底物有脂肪 能 2.5 做空白对照实验 降低 高浓度溶液导致细胞失水死亡

【解析】

（1）分析图一：①表示光反应过程中的水在光下分解，②表示暗反应过程中的C3的还原，③表示有氧呼吸的第一、第二阶段，④表示有氧呼吸的第三阶段，⑤表示CO2的固定，⑥表示C3的还原，⑦过程不存在；⑧表示有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段，⑨有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段。（2）分析图二：装置中的NaHCO3溶液既能为植物提供CO2，又能维持容器内CO2浓度的相对稳定，因此毛细管中红色液滴移动的距离是容器内氧气体积的改变引起的。在光照下，该距离反映的是净光合作用强度；在黑暗中，该距离反映的是有氧呼吸作用强度。

(1)由以上对图一的分析可知：图一中不应该存在的生理过程是⑦，图一中表示有氧呼吸过程的序号有③④⑧⑨。

(2) 念珠藻属于原核生物，其细胞中没有叶绿体和线粒体，所以5℃时念珠藻细胞中产生ATP的场所是细胞质基质。已知毛细管中红色液滴的移动是容器内氧气体积的改变引起的。如果图二装置中，添加NaOH时红色液滴左移，是由于细胞呼吸产生的CO2被NaOH吸收，导致容器内的气体压强减小所致；添加蒸馏水时红色液滴仍左移，说明细胞呼吸产生的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) 依题意并分析表中信息可知：适宜光照下，10℃时容器内氧气体积的增加量为4 mL/h，说明10℃时念珠藻的净光合作用强度大于零，能够积累有机物，因此能常生长。15℃与30℃时的净光合作用强度分别为11 mL/h与22 mL/h，呼吸作用强度分别为7mL/h与23 mL/h，所以30℃时的光合作用强度是15℃时的（22＋23）÷（11＋7）＝2.5倍。

(4) 为了排除环境因素对实验的干扰，上述实验中还应该做空白对照实验，即在图二所示的容器内放置灭活的念珠藻，其余条件与实验组相同，以校正实验误差，使实验数据更加准确。

(5) 向图二装置中添加适量较高浓度的NaHCO3，则为植物提供的CO2浓度增加，使得CO2与C5结合生成C3的CO2固定过程加快，所以在短时间内，这将导致念珠藻细胞中的C5的含量降低。当容器内NaHCO3溶液的浓度超过5%时，念珠藻的光合作用强度急剧下降，最可能的原因是：高浓度的NaHCO3溶液导致念珠藻细胞因失水过多而死亡。