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【题目】研究人员在密闭广口瓶中用二氧化碳缓冲液培养小球藻,在适宜温度条件下,先给予6小时适宜光照然后再置于黑暗条件下6小时,溶液pH的变化情况如图所示,回答下列有关问题:

(1)AC段与CE段比较,小球藻细胞中直接产生ATP的不同部位是_____________

(2)AB、BC段的斜率不同,造成这种差异的主要影响因素有两种,外因是_____________,内因是pH的变化会影响___________

(3)在小球藻的叶绿体基质中,_____________(填“AB”、“BC”或“CD”)对应的时间段内C3化合物的相对含量最多。

(4)研究人员增大二氧化碳缓冲液的浓度(仍将pH调到7),结果发现小球藻的光合速率并没有提高反而降低,造成该现象的主要原因可能是_________________________

(5)如果继续延长实验时间,最终细胞中产生二氧化碳的主要场所是__________________

【答案】 叶绿体中类囊体薄膜 二氧化碳浓度 酶活性 CD 二氧化碳缓冲液的浓度过高,导致细胞失水 细胞质基质

【解析】本题结合曲线图考查光合作用与细胞呼吸过程,及影响光合作用与细胞呼吸的因素,要求考生明确二氧化碳缓冲液的作用是维持瓶内二氧化碳浓度不变,但缓冲液pH值的改变会影响酶的活性;同时停止光照也会对光合作用产生影响、细胞呼吸产生二氧化碳都会导致缓冲液pH值发生改变;缓冲液的浓度过大会导致细胞失水,进而影响光合作用与细胞呼吸;再结合光合作用与细胞呼吸过程可分析回答相关问题。

(1)密闭广口瓶中用二氧化碳缓冲液能维持瓶内二氧化碳浓度不变,AC段光照条件下缓冲液的pH值升高,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度,此时小球藻细胞中直接产生ATP的部位是叶绿体中类囊体薄膜和细胞质基质、线粒体基质与线粒体内膜;CE段暗黑条件下小球藻细胞只进行细胞呼吸,其细胞中直接产生ATP的部位是细胞质基质、线粒体基质与线粒体内膜。

(2)AB、BC段的斜率不同,说明其光合速率不同,但光照条件和环境温度都适宜,因此造成这种差异的主要影响因素有两种,外因是二氧化碳浓度,内因是pH的变化会影响酶活性。

(3)在小球藻的叶绿体基质中,AB和BC段都有[H]和ATP的供应,消耗C3生成糖类,而CD段内没有光照,没有[H]和ATP的供应,不消耗C3,因此CD时间段内C3化合物的相对含量最多。

(4)增大二氧化碳缓冲液的浓度(仍将pH调到7),即增大二氧化碳的供应量,结果发现小球藻的光合速率并没有提高反而降低,可能是二氧化碳缓冲液的浓度过高,导致细胞失水,光合速率下降。

(5)如果继续延长实验时间,随着密闭装置内氧气消耗,有氧呼吸减弱,无氧呼吸出现并逐渐增强,故最终细胞中产生二氧化碳的主要场所是细胞质基质。

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思路:____________________________________

结果结论:________________________________________________

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