Question

【题目】研究人员将多个大试管均分为甲、乙两组，试管中装有等量的小球藻和同种培养液 (由二氧化碳缓冲液及无机盐配置而成）。甲、乙两组分别用日光灯与白炽灯给予光照（在 相等距离处，照在两组试管上的光照强度相等），记录两组装置中每分钟释放的气泡个数， 结果如图。据此间答下列问题：

(1)两装置中释放的气泡中的气体是_______。

(2)在100 cm处，甲、乙两装置中小球藻叶肉细胞内产生ATP的场所有______。180 cm处，两装置中均没有气泡产生，此时小球藻中光合作用速率______填“≥”“=”或“≤”）呼吸作用速率。

(3)在2060 cm范围内，随灯泡距大试管距离的缩短，甲组试管中释放气泡的速率不变，而乙组试管中释放气泡的速率在逐渐增加。你认为引起二者不同变化的原因是______,为证实你的说法，你认为在两装置中应该增加的仪器是__________。

(4)配制小球藻的培养液时，应注意将培养液的______调到适宜范围内，以免影响细胞正常的生理功能。

Answer 1

【答案】氧气 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ≤ 在较近距离内，白炽灯产生的热量会影响大试管中培养液的温度，适度升温后，光合作用速率增大 温度计 浓度和pH

【解析】

光合速率大于呼吸速率时，氧气从细胞中释放出来，溶液中有气泡产生。若光合速率小于或等于呼吸速率时，细胞从外界吸收氧气，此时溶液中没有气泡产生。当有气泡产生时，细胞既可以进行光合作用又可以进行细胞呼吸，所以细胞中产生ATP的结构为细胞质基质、线粒体和叶绿体。

（1）首先明确装置中产生的气泡是光合作用产生的氧气，只有当光合作用速率大于呼吸作用速率时，才有气泡形成。

（2）在100cm处，甲、乙两装置中均有气泡产生，说明小球藻叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率，此时存在光合作用和细胞呼吸，故叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。180cm处装置中没有气泡产生，说明小球藻所处的状态是呼吸作用速率大于或等于光合作用速率，呼吸作用速率大于光合作用速率时虽有二氧化碳释放，但是与缓冲物质反应不会产生气泡。

（3）20～60cm范围内，随着灯泡距大试管距离的缩短，甲组试管中释放气泡的速率不变，说明在60cm处光照强度已达到了饱和状态；由于白炽灯能发光发热，辐射热会使近距离的大试管水温上升，从而使光合作用速率增大。所以乙组试管中释放气泡的速率在逐渐增加，为了证明该说法，可在两装置中增加温度计，观察温度是否发生变化。

（4）较高浓度的培养液会使小球藻细胞失水，导致代谢水平降低；pH也会影响酶的活性，从而影响细胞正常的生理功能，所以配制小球藻的培养液时，应注意将培养液的浓度和pH调到适宜范围内，以免影响细胞正常的生理功能。