Question

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

（1）AC段與CE段比較，小球藻細胞中直接產生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_____________，內因是pH的變化會影響___________。

（3）在小球藻的葉綠體基質中，_____________（填“AB”、“BC”或“CD”）對應的時間段內C3化合物的相對含量最多。

（4）研究人員增大二氧化碳緩沖液的濃度（仍將pH調到7），結果發現小球藻的光合速率并沒有提高反而降低，造成該現象的主要原因可能是_________________________。

（5）如果繼續延長實驗時間，最終細胞中產生二氧化碳的主要場所是__________________。

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高，導致細胞失水 細胞質基質

【解析】本題結合曲線圖考查光合作用與細胞呼吸過程，及影響光合作用與細胞呼吸的因素，要求考生明確二氧化碳緩沖液的作用是維持瓶內二氧化碳濃度不變，但緩沖液pH值的改變會影響酶的活性；同時停止光照也會對光合作用產生影響、細胞呼吸產生二氧化碳都會導致緩沖液pH值發生改變；緩沖液的濃度過大會導致細胞失水，進而影響光合作用與細胞呼吸；再結合光合作用與細胞呼吸過程可分析回答相關問題。

（1）密閉廣口瓶中用二氧化碳緩沖液能維持瓶內二氧化碳濃度不變，AC段光照條件下緩沖液的pH值升高，說明光合作用強度大于細胞呼吸強度，此時小球藻細胞中直接產生ATP的部位是葉綠體中類囊體薄膜和細胞質基質、線粒體基質與線粒體內膜；CE段暗黑條件下小球藻細胞只進行細胞呼吸，其細胞中直接產生ATP的部位是細胞質基質、線粒體基質與線粒體內膜。

（2）AB、BC段的斜率不同，說明其光合速率不同，但光照條件和環境溫度都適宜，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，內因是pH的變化會影響酶活性。

（3）在小球藻的葉綠體基質中，AB和BC段都有[H]和ATP的供應，消耗C3生成糖類，而CD段內沒有光照，沒有[H]和ATP的供應，不消耗C3，因此CD時間段內C3化合物的相對含量最多。

（4）增大二氧化碳緩沖液的濃度（仍將pH調到7），即增大二氧化碳的供應量，結果發現小球藻的光合速率并沒有提高反而降低，可能是二氧化碳緩沖液的濃度過高，導致細胞失水，光合速率下降。

（5）如果繼續延長實驗時間，隨著密閉裝置內氧氣消耗，有氧呼吸減弱，無氧呼吸出現并逐漸增強，故最終細胞中產生二氧化碳的主要場所是細胞質基質。