Question

【題目】將玉米種子置于25℃、黑暗、水分適宜的條件下萌發(fā)，每天定時取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計算每粒的平均干重，結(jié)果如圖1所示（只考慮種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質(zhì)來源于胚乳）；圖2是研究淹水時不同濃度的KNO3溶液對玉米根呼吸作用的影響實驗。回答下列問題：

（1）細胞有氧呼吸生成C02的場所是_____________，圖1萌發(fā)過程中胚乳組織中的淀粉被水解成_________，通過呼吸作用為種子萌發(fā)提供能量。萌發(fā)過程中在_____________小時之間種子的呼吸速率最大。

（2）萌發(fā)過程中胚乳的部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為_____________mg粒-1d -1。若保持實驗條件不變，120小時后萌發(fā)種子的干重變化趨勢是_____________，原因是________________。

（3）圖2中A、B、C三點，可知_____________點在單位時間內(nèi)與氧結(jié)合的[H]最多。結(jié)果顯示，淹水時KNO3對玉米根有氧呼吸速率降低有_____________作用，其中_____________mmol/L的KNO3溶液作用效果最好。

（4）淹水缺氧使地上部分和根系印生長均受到阻礙，地上部分葉色變黃，葉綠素含量減少，使光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的[H]和_____________減少；根系缺氧會導(dǎo)致根細胞無氧呼吸增強，實驗過程中能否改用C02作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)？請分析說明____________________________________________________。

Answer 1

【答案】 線粒體基質(zhì) 葡萄糖 72-96 22 下降 幼苗呼吸作用消耗有機物，且不能進行光合作用 A 減慢 30 ATP 不能，因為無氧呼吸可能會產(chǎn)生CO2

【解析】試題分析：分析圖1中，種子萌發(fā)時物質(zhì)和能量主要由胚乳通過呼吸作用提供。所以種子萌發(fā)時胚乳中的淀粉先被水解為葡萄糖，再通過呼吸作用提供能量。在種子萌發(fā)時，呼吸速率最大意味著種子中有機物的消耗量最大，干重下降最快，折線的斜率最大，所以在72-96小時內(nèi)呼吸速率最大。分析圖2中曲線，與清水組相比，KNO3濃度越高，有氧呼吸速率越高，說明淹水時KNO3濃度對有氧呼吸速率降低有減緩作用，由于KNO3濃度為30mmol/L的實驗組有氧呼吸速率最高，說明此濃度下減緩有氧呼吸強度的效果最好。

（1）細胞有氧呼吸中，第二階段是丙酮酸與水反應(yīng)生成二氧化碳，同時釋放能量并產(chǎn)生[H]，此階段的發(fā)生場所是線粒體基質(zhì)。圖1中，胚乳貯藏養(yǎng)料，在種子萌發(fā)時提供物質(zhì)和能量。所以種子萌發(fā)時胚乳中的淀粉先被水解為葡萄糖，再通過呼吸作用提供能量。在種子萌發(fā)時，呼吸速率最大意味著種子中有機物的消耗量最大，干重下降最快，折線的斜率最大，所以在72-96小時內(nèi)呼吸速率最大。

（2）胚乳減少的干物質(zhì)一方面轉(zhuǎn)化為幼苗的組成成分，另一方面供種子呼吸作用消耗。胚乳的部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)的速率為=胚乳干物質(zhì)的減少量-萌發(fā)種子干物質(zhì)的減少量。通過計算各個時間段可知，在96-120小時內(nèi)轉(zhuǎn)化率最高為22mg/（�！�d）。種子萌發(fā)時物質(zhì)和能量主要由胚乳提供，當(dāng)真葉長出時就需要葉片進行光合作用提供物質(zhì)和能量，否則就會因為胚乳中營養(yǎng)物質(zhì)消耗完全而死亡。若保持實驗條件不變，120小時后萌發(fā)種子的干重會下降，幼苗呼吸作用消耗有機物，且不能進行光合作用。

（3）A、B、C三點中，A點有氧呼吸速率最高，此時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的[H]最多，因此與氧結(jié)合的[H]最多。從曲線走勢分析，與清水組相比，KNO3濃度越高，有氧呼吸速率越高，說明淹水時KNO3濃度對有氧呼吸速率降低有減緩作用，由于KNO3濃度為30mmol/L的實驗組有氧呼吸速率最高，說明此濃度下減緩有氧呼吸強度的效果最好。

（4）光反應(yīng)中，葉綠素可利用光能將水分解為O2和[H]并合成ATP，[H]和ATP分別是暗反應(yīng)的還原劑和能量供應(yīng)物質(zhì)；實驗中不能改用CO2作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)，因為有氧呼吸和無氧呼吸均能產(chǎn)生CO2對實驗結(jié)果有干擾，最好用氧氣的消耗速率作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)。