Question

某人利用小球藻为实验材料做了下列实验，最初各个试管中小球藻的量相同，葡萄糖足以维持酵母菌和乳酸菌较长时间的生存繁殖需要，请回答以下问题：

（1）实验一：在相同培养液中，装置a和b都抽去空气并充入N₂后分别培养小球藻，将两个装置都同时放在阳光下．一段时间后观察，B和C试管中小球藻数量更多的是

 

，其原因是

 

．
（2）实验二：通过通气管向密闭容器中通入¹⁴CO₂，密闭容器周围有固定的充足且适宜的光源．当反应进行到0.5s时，发现^l4C最先出现在一种三碳化合物（C₃）中，当反应进行到5s时，¹⁴C还出现在一种五碳化合物（C₅）和一种六碳糖（C₆）中，由此可知小球藻类似于

 

（C₃、C₄）植物．该实验探究CO₂中碳原子转移路径的方法称为

 

，若用¹⁸O标记CO₂中的O原子，

 

（能、不能）在光合作用产生的O₂中检测到放射性．若由于实验条件突然改变导致C₅的含量降低，这种改变最可能是

 

．
（3）实验三：用高速离心法打破小球藻的叶绿体内外膜后，类囊体薄膜（即叶绿体的基粒，或称为囊状结构薄膜）和基质都释放出来，然后离心除去体薄膜．黑暗条件下，在去掉类囊体薄膜的基质中加入ATP、NADPH和¹⁴CO₂，结果一段时间后在这样的基质中可以检出含¹⁴C的光合产物，由此可见光合作用中类囊体薄膜的作用是进行

 

反应，提供ATP和NADPH．在光合作用过程中NADPH的作用是

 

．
（4）实验三如果对去掉类囊体薄膜的叶绿体基质提供适宜光照，但不加入ATP和NADPH，结果没有光合产物合成，其原因是

 

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Answer 1

考点：细胞呼吸的过程和意义,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：实验用了酵母菌、小球藻、乳酸菌，其中酵母菌和小球藻属于真核生物，乳酸菌属于原核生物中的细菌．
由于装置中都抽去了空气，因此酵母菌和乳酸菌均能进行无氧呼吸，但是无氧呼吸的产物不同．酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，乳酸菌无氧呼吸只产生乳酸．在光合作用的暗反应中，二氧化碳中的C的转移途径为CO₂→C₃→（CH₂O）．光合作用过程中，光照强度和二氧化碳浓度均可影响光合速率，只是光照是通过光反应进而影响暗反应的，二氧化碳是通过暗反应进而影响光反应的．

解答： 解：（1）酵母菌能进行细胞呼吸产生二氧化碳，而乳酸菌只能进行无氧呼吸，且不会产生二氧化碳，光合作用需要二氧化碳，所以B试管更绿；随着葡萄糖的消耗酵母菌会死亡最终无法提供二氧化碳，因此B试管的小球藻不能长时间存活．
（2）当反应进行到0.5s时，发现¹⁴C最先出现在一种三碳化合物（C₃）中，故小球藻类似于C₃植物．该实验探究CO₂中碳原子转移路径的方法称为同位素标记法；当反应进行到5s时，¹⁴C还出现在一种五碳化合物（C₅）和一种六碳糖（C₆）中，由此可见，该实验是通过控制反应时间来探究CO₂中碳原子的转移路径．若用¹⁸O标记CO₂中的O原子，不能在光合作用产生的O₂中检测到放射性，因光合作用产生的氧气只来自于水；暗反应的反应式为：CO₂+C₅

酶

2C₃、2C₃

酶

ATP、[H]

（CH₂O）+C₅，因此要想降低C₅的含量，可降低光照或适当增加二氧化碳的供应，但由于实验中有固定的充足且适宜的光源，故最可能的改变是适当增大CO₂浓度；若适当增加二氧化碳的供应，会促进二氧化碳固定的发生，同样也可以使C₅的含量有所降低．
（3）类囊体薄膜的光合作用光反应的场所，其作用是为暗反应提供ATP和[H]；在基质中加入ATP、[H]的作用分别是提供能量和还原剂．如果不加入上述物质而只给予光照，则反应不能进行．在光合作用过程中NADPH的作用是既提供活跃的化学能又作为还原剂．
（4）实验三如果对去掉类囊体薄膜的叶绿体基质提供适宜光照，但不加入ATP和NADPH，结果没有光合产物合成，其原因是缺少类囊体薄膜，不能进行光反应，暗反应缺少ATP和NADPH时不能进行．
故答案为：
（1）B    酵母菌无氧呼吸可产生CO₂，供给小球藻进行光合作用
（2）C4   同位素标记法（同位素示踪法）    不能    适当增大CO₂浓度
（3）光    NADPH既提供活跃的化学能又作为还原剂
（4）缺少类囊体薄膜，不能进行光反应，暗反应缺少ATP和NADPH时不能进行

点评：本题结合实验装置图，考查光合作用和呼吸作用的相关知识，要求考生识记光合作用和呼吸作用的具体过程，掌握影响光合速率的环境因素，能结合所学的知识准确答题是，属于考纲识记和理解层次的考查．