Question

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：

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35	40
适宜光照mL/h	0	+4	+11	+18	+26	+22	+13	+9
黑暗mL/h	-2	-4	-7	-11	-16	-23	-28	-21

（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的是时，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，在短时间内，这将导致念珠藻叶绿体中的C₅的含量___________（填“升高”、“不变”或“降低”，但该同学通过实验发现，当容器内溶液的浓度超过5%时，念珠藻的光合作用速率急剧下降，最可能的原因是____________。

Answer

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】

分析图一可知，①表示光合作用的光反应阶段，②表示光合作用的暗反应阶段，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表示暗反应阶段中CO2的固定，⑥表示C3的还原，⑦表示C5转变成葡萄糖，⑧表示有氧呼吸的第二阶段，⑨表示有氧呼吸的第一阶段。

分析图二可知，图示装置可以检测光合作用强度，装置中的碳酸氢钠溶液可以保持二氧化碳浓度的稳定，光照下液滴移动的距离可以表示净光合速率，黑暗条件下，液滴移动的距离表示呼吸作用速率。真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率。

（1）图一中⑦表示C5转变成葡萄糖，是不应该存在的生理过程。据分析可知，图一中表示有氧呼吸过程的序号有③④⑧⑨。

（2）念珠藻细胞是原核细胞，产生ATP的场所是细胞质基质。如果图二装置中添加的是NaOH时，NaOH吸收二氧化碳，红色液滴左移，说明消耗了氧气；添加蒸馏水时，红色液滴左移，说明消耗的氧气比产生的二氧化碳多，可能的原因是底物有脂肪，脂肪中碳氢比例高，耗氧多。

（3）10℃时，在适宜光照下，容器内氧气体积的改变量为4mL/h，说明净光合速率为4mL/h>0，光合作用>呼吸作用，念珠藻能正常生长。30℃时的光合作用强度是22+23=45mL/h，15℃时的光合作用强度是11+7=18mL/h，即30℃时的光合作用强度是15℃时的2.5倍。

（4）为了排除环境因素对实验的干扰，上述实验中还应该增设一组（空白）对照实验，以校正实验误差，使实验数据更加准确。

（5）在探究CO2浓度对念珠藻光合作用的影响实验中，向装置中添加适量较高浓度的NaHCO3，短时间内二氧化碳浓度升高，五碳化合物固定二氧化碳的速率增加，其去路加快，而此时五碳化合物的来路不变，最终导致五碳化合物的下降。但该同学通过实验发现，当容器内NaHCO3溶液的浓度超过5%时，培养液浓度过高，导致念珠藻细胞失水死亡，因此念珠藻的光合作用速率急剧下降。