Question

20．某生物研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想探究種子在萌發(fā)過程中進(jìn)行的呼吸作用類型設(shè)置如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置．關(guān)閉活塞，在25℃下經(jīng)過20分鐘讀出刻度管中著色液移動(dòng)的方向及距離．若設(shè)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中種子都只以葡萄糖作為能源物質(zhì)，試回答下列問題：

（1）為校正裝置A和裝置B因外界環(huán)境因素的影響而引起的容積變化，實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)再設(shè)置一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照裝置的容器底部和鐵絲網(wǎng)中應(yīng)分別放入等體積的蒸餾水和等量死亡的發(fā)芽種子．
（2）若實(shí)驗(yàn)過程中裝置A向右移動(dòng)了x，則x表示無氧呼吸釋放CO₂的量；若裝置B向左移動(dòng)了y，則y表示呼吸作用吸收的O₂量．
（3）試寫出與所列實(shí)驗(yàn)結(jié)論相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（假設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)裝置中著色液靜止不動(dòng)）
①若A靜止不動(dòng)，B向左移，則說明發(fā)芽種子的細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸．
②若A向右移，B靜止不動(dòng)，則說明發(fā)芽種子的細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸．
③若A向右移，B向左移，則說明發(fā)芽種子的細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸．
（4）圖2表示該植物幼苗在溫度為25℃下光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度改變的變化曲線，已知光合作用的最適溫度為25℃，呼吸作用的最適溫度為30℃．
①若將溫度升高到30℃，則a點(diǎn)將向下移動(dòng)、b點(diǎn)向右移動(dòng)．
②若該植物的呼吸商（呼吸商=呼吸放出的CO₂量/呼吸消耗的O₂量）為0.85，在5.5千勒克司光強(qiáng)度下，該植物進(jìn)行光合作用時(shí)除完全利用呼吸所產(chǎn)生的CO₂外，每小時(shí)還應(yīng)從外界吸收CO₂63毫升．

Answer 1

分析 分析圖1：裝置A中放了蒸餾水，二氧化碳微溶于水，由于有氧呼吸消耗氧氣可產(chǎn)生相同體積的二氧化碳，體積不會(huì)改變，現(xiàn)在裝置A向右移動(dòng)了x，因此x代表無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳的體積；裝置B中細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳被NaOH吸收，有氧呼吸消耗氧氣，因此y代表細(xì)胞呼吸消耗的氧氣的體積．
分析圖2可得：圖中曲線表示植物的凈光合速率，當(dāng)溫度分別是25℃時(shí)，呼吸作用消耗的氧氣量為20mL．a(chǎn)點(diǎn)代表呼吸速率，b點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)．

解答 解：（1）為使測(cè)得的x和y值更精確，還應(yīng)再設(shè)置一對(duì)照裝置，對(duì)照組容器和小瓶中應(yīng)分別放入死的發(fā)芽種子和蒸餾水，用于校正裝置A和B內(nèi)因物理因素（或非生物因素）引起的容積變化．
（2）裝置A中放了蒸餾水，二氧化碳微溶于水，由于有氧呼吸消耗氧氣可產(chǎn)生相同體積的二氧化碳，體積不會(huì)改變，現(xiàn)在裝置A向右移動(dòng)了x，因此x代表無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳的體積；裝置B中細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳被NaOH吸收，有氧呼吸消耗氧氣，因此y代表細(xì)胞呼吸消耗的氧氣的體積．
（3）由于有氧呼吸消耗氧氣可產(chǎn)生相同體積的二氧化碳，體積不會(huì)改變．著色液不會(huì)移動(dòng)；如果A靜止不動(dòng)，B向左，則說明發(fā)芽種子的細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸；若A向右移，B靜止不動(dòng)，則說明發(fā)芽種子的細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸；若A向右移，B向左移，則說明發(fā)芽種子的細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸．
（4）①根據(jù)題意可知：溫度從25℃提高到30℃后，光合速率減慢，呼吸速率加快．圖中a點(diǎn)代表呼吸速率，現(xiàn)呼吸速率加快，故a點(diǎn)下移；b點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)，現(xiàn)光合速率減慢，呼吸速率加快b點(diǎn)右移．
②若該植物的呼吸商（呼吸商=呼吸放出的CO₂量/呼吸消耗的O₂量）為0.85，根據(jù)光合作用和呼吸作用的反應(yīng)式可知，光合作用釋放出氧氣的分子數(shù)與呼吸作用釋放出的二氧化碳分子數(shù)相當(dāng)，故可以以氧氣的釋放量來計(jì)算出二氧化碳的釋放量．在5.5千勒克司光強(qiáng)度下，1小時(shí)內(nèi)呼吸作用消耗的氧氣量為20mL，據(jù)此可以算出呼吸作用釋放出的二氧化碳量為20×0.85=17mL．
當(dāng)呼吸墑為0.85，在5.5千勒克司光強(qiáng)度下，該植物進(jìn)行光合作用時(shí)除完全利用呼吸所產(chǎn)生的CO₂外，每小時(shí)還應(yīng)從外界吸收CO₂=（60+20）-17=63mL．
故答案為：
（1）等體積的蒸餾水和等量死亡的發(fā)芽種子 
（2）無氧呼吸釋放CO₂的量     呼吸作用吸收的O₂量   
（3）A靜止不動(dòng)，B向左移       A向右移，B靜止不動(dòng)       A向右移，B向左移
（4）①下     右       ②63

點(diǎn)評(píng) 本題具有一定的難度，以測(cè)定發(fā)芽種子呼吸熵的測(cè)定為背景，著重考查了對(duì)于呼吸熵測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置的分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推理是解題的關(guān)鍵，對(duì)于有氧呼吸與無氧呼吸過程的掌握．本題同時(shí)考查了環(huán)境因素影響光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識(shí)，解題的關(guān)鍵是從圖中看出兩溫度條件下的光合速率和呼吸速率，并且利用真光合速率=凈光合速率+呼吸速率進(jìn)行綜合計(jì)算，要求考生具有較強(qiáng)的識(shí)圖能力、分析能力以及計(jì)算能力．