题目内容
【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__________。
【答案】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。