Question

某人利用小球藻為實驗材料做了下列實驗，最初各個試管中小球藻的量相同，葡萄糖足以維持酵母菌和乳酸菌較長時間的生存繁殖需要，請回答以下問題：

（1）實驗一：在相同培養(yǎng)液中，裝置a和b都抽去空氣并充入N₂后分別培養(yǎng)小球藻，將兩個裝置都同時放在陽光下．一段時間后觀察，B和C試管中小球藻數(shù)量更多的是

 

，其原因是

 

．
（2）實驗二：通過通氣管向密閉容器中通入¹⁴CO₂，密閉容器周圍有固定的充足且適宜的光源．當(dāng)反應(yīng)進行到0.5s時，發(fā)現(xiàn)^l4C最先出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中，當(dāng)反應(yīng)進行到5s時，¹⁴C還出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，由此可知小球藻類似于

 

（C₃、C₄）植物．該實驗探究CO₂中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的方法稱為

 

，若用¹⁸O標(biāo)記CO₂中的O原子，

 

（能、不能）在光合作用產(chǎn)生的O₂中檢測到放射性．若由于實驗條件突然改變導(dǎo)致C₅的含量降低，這種改變最可能是

 

．
（3）實驗三：用高速離心法打破小球藻的葉綠體內(nèi)外膜后，類囊體薄膜（即葉綠體的基粒，或稱為囊狀結(jié)構(gòu)薄膜）和基質(zhì)都釋放出來，然后離心除去體薄膜．黑暗條件下，在去掉類囊體薄膜的基質(zhì)中加入ATP、NADPH和¹⁴CO₂，結(jié)果一段時間后在這樣的基質(zhì)中可以檢出含¹⁴C的光合產(chǎn)物，由此可見光合作用中類囊體薄膜的作用是進行

 

反應(yīng)，提供ATP和NADPH．在光合作用過程中NADPH的作用是

 

．
（4）實驗三如果對去掉類囊體薄膜的葉綠體基質(zhì)提供適宜光照，但不加入ATP和NADPH，結(jié)果沒有光合產(chǎn)物合成，其原因是

 

．

Answer 1

考點：細胞呼吸的過程和意義,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：實驗用了酵母菌、小球藻、乳酸菌，其中酵母菌和小球藻屬于真核生物，乳酸菌屬于原核生物中的細菌．
由于裝置中都抽去了空氣，因此酵母菌和乳酸菌均能進行無氧呼吸，但是無氧呼吸的產(chǎn)物不同．酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，乳酸菌無氧呼吸只產(chǎn)生乳酸．在光合作用的暗反應(yīng)中，二氧化碳中的C的轉(zhuǎn)移途徑為CO₂→C₃→（CH₂O）．光合作用過程中，光照強度和二氧化碳濃度均可影響光合速率，只是光照是通過光反應(yīng)進而影響暗反應(yīng)的，二氧化碳是通過暗反應(yīng)進而影響光反應(yīng)的．

解答： 解：（1）酵母菌能進行細胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳，而乳酸菌只能進行無氧呼吸，且不會產(chǎn)生二氧化碳，光合作用需要二氧化碳，所以B試管更綠；隨著葡萄糖的消耗酵母菌會死亡最終無法提供二氧化碳，因此B試管的小球藻不能長時間存活．
（2）當(dāng)反應(yīng)進行到0.5s時，發(fā)現(xiàn)¹⁴C最先出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中，故小球藻類似于C₃植物．該實驗探究CO₂中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的方法稱為同位素標(biāo)記法；當(dāng)反應(yīng)進行到5s時，¹⁴C還出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，由此可見，該實驗是通過控制反應(yīng)時間來探究CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑．若用¹⁸O標(biāo)記CO₂中的O原子，不能在光合作用產(chǎn)生的O₂中檢測到放射性，因光合作用產(chǎn)生的氧氣只來自于水；暗反應(yīng)的反應(yīng)式為：CO₂+C₅

酶

2C₃、2C₃

酶

ATP、[H]

（CH₂O）+C₅，因此要想降低C₅的含量，可降低光照或適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)，但由于實驗中有固定的充足且適宜的光源，故最可能的改變是適當(dāng)增大CO₂濃度；若適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)，會促進二氧化碳固定的發(fā)生，同樣也可以使C₅的含量有所降低．
（3）類囊體薄膜的光合作用光反應(yīng)的場所，其作用是為暗反應(yīng)提供ATP和[H]；在基質(zhì)中加入ATP、[H]的作用分別是提供能量和還原劑．如果不加入上述物質(zhì)而只給予光照，則反應(yīng)不能進行．在光合作用過程中NADPH的作用是既提供活躍的化學(xué)能又作為還原劑．
（4）實驗三如果對去掉類囊體薄膜的葉綠體基質(zhì)提供適宜光照，但不加入ATP和NADPH，結(jié)果沒有光合產(chǎn)物合成，其原因是缺少類囊體薄膜，不能進行光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺少ATP和NADPH時不能進行．
故答案為：
（1）B    酵母菌無氧呼吸可產(chǎn)生CO₂，供給小球藻進行光合作用
（2）C4   同位素標(biāo)記法（同位素示蹤法）    不能    適當(dāng)增大CO₂濃度
（3）光    NADPH既提供活躍的化學(xué)能又作為還原劑
（4）缺少類囊體薄膜，不能進行光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺少ATP和NADPH時不能進行

點評：本題結(jié)合實驗裝置圖，考查光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識，要求考生識記光合作用和呼吸作用的具體過程，掌握影響光合速率的環(huán)境因素，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題是，屬于考綱識記和理解層次的考查．