Question

【題目】研究人員在密閉廣口瓶中用二氧化碳緩沖液培養(yǎng)小球藻，在適宜溫度條件下，先給予6小時(shí)適宜光照然后再置于黑暗條件下6小時(shí)，溶液pH的變化情況如圖所示，回答下列有關(guān)問(wèn)題：

（1）AC段與CE段比較，小球藻細(xì)胞中直接產(chǎn)生ATP的不同部位是_____________。

（2）AB、BC段的斜率不同，造成這種差異的主要影響因素有兩種，外因是_____________，內(nèi)因是pH的變化會(huì)影響___________。

（3）在小球藻的葉綠體基質(zhì)中，_____________（填“AB”、“BC”或“CD”）對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)C3化合物的相對(duì)含量最多。

（4）研究人員增大二氧化碳緩沖液的濃度（仍將pH調(diào)到7），結(jié)果發(fā)現(xiàn)小球藻的光合速率并沒(méi)有提高反而降低，造成該現(xiàn)象的主要原因可能是_________________________。

（5）如果繼續(xù)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，最終細(xì)胞中產(chǎn)生二氧化碳的主要場(chǎng)所是__________________。

Answer 1

【答案】 葉綠體中類囊體薄膜 二氧化碳濃度 酶活性 CD 二氧化碳緩沖液的濃度過(guò)高，導(dǎo)致細(xì)胞失水 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

【解析】本題結(jié)合曲線圖考查光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程，及影響光合作用與細(xì)胞呼吸的因素，要求考生明確二氧化碳緩沖液的作用是維持瓶?jī)?nèi)二氧化碳濃度不變，但緩沖液pH值的改變會(huì)影響酶的活性；同時(shí)停止光照也會(huì)對(duì)光合作用產(chǎn)生影響、細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳都會(huì)導(dǎo)致緩沖液pH值發(fā)生改變；緩沖液的濃度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞失水，進(jìn)而影響光合作用與細(xì)胞呼吸；再結(jié)合光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程可分析回答相關(guān)問(wèn)題。

（1）密閉廣口瓶中用二氧化碳緩沖液能維持瓶?jī)?nèi)二氧化碳濃度不變，AC段光照條件下緩沖液的pH值升高，說(shuō)明光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，此時(shí)小球藻細(xì)胞中直接產(chǎn)生ATP的部位是葉綠體中類囊體薄膜和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)與線粒體內(nèi)膜；CE段暗黑條件下小球藻細(xì)胞只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，其細(xì)胞中直接產(chǎn)生ATP的部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)與線粒體內(nèi)膜。

（2）AB、BC段的斜率不同，說(shuō)明其光合速率不同，但光照條件和環(huán)境溫度都適宜，因此造成這種差異的主要影響因素有兩種，外因是二氧化碳濃度，內(nèi)因是pH的變化會(huì)影響酶活性。

（3）在小球藻的葉綠體基質(zhì)中，AB和BC段都有[H]和ATP的供應(yīng)，消耗C3生成糖類，而CD段內(nèi)沒(méi)有光照，沒(méi)有[H]和ATP的供應(yīng)，不消耗C3，因此CD時(shí)間段內(nèi)C3化合物的相對(duì)含量最多。

（4）增大二氧化碳緩沖液的濃度（仍將pH調(diào)到7），即增大二氧化碳的供應(yīng)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小球藻的光合速率并沒(méi)有提高反而降低，可能是二氧化碳緩沖液的濃度過(guò)高，導(dǎo)致細(xì)胞失水，光合速率下降。

（5）如果繼續(xù)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，隨著密閉裝置內(nèi)氧氣消耗，有氧呼吸減弱，無(wú)氧呼吸出現(xiàn)并逐漸增強(qiáng)，故最終細(xì)胞中產(chǎn)生二氧化碳的主要場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。