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）

 

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

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）15℃时念珠藻细胞中产生ATP的场所是____________，如果图二黑暗下装置添加的是NaOH时，红色液体左移：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，昼夜不停的光照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l5℃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溶液的浓度过高时，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（脂质） 能 2.5 做空白对照实验（等量杀死的念珠藻，其它条件与实验组相同） 降低 高浓度溶液导致细胞失水死亡（溶液浓度过高细胞失水过多使细胞代谢减弱）

【解析】

分析图示：图一①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；图二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）念珠藻属于原核生物，光合作用和细胞呼吸产生ATP的场所是细胞质基质；如果底物有脂肪或脂质，碳氢比例高，耗氧多，因此在黑暗环境下添加蒸馏水消耗的O2的量大于产生的CO2的量，导致红色液滴左移。

（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，即将念珠藻换成等量杀死的念珠藻，其它条件相同。

（5）当容器内NaHCO3溶液的浓度较高时，短时间内CO2浓度升高，消耗的C5增多，因此C5含量降低；但将导致念珠藻细胞失水死亡（或溶液浓度过高细胞失水过多使细胞代谢减弱），因此光合作用速率急剧下降。