Question

16．在適宜溫度和一定光照條件下，研究不同濃度的蔗糖對(duì)培養(yǎng)4周后某試管苗相關(guān)指標(biāo)的影響，結(jié)果見表．請(qǐng)回答下列問題：

品種	蔗糖濃度	葉綠素（μg•g-1）	類胡蘿卜素（μg•g-1）	總?cè)~面積（cm2）	總光合速率（μmL•m-2•s-1）	呼吸速率（μL•m-2•s-1）
張 良 姜	487.70	48.73	42.80	42.80	1.35	0.50
	553.68	62.67	58.03	58.03	1.29	0.66
	655.02	83.31	60.78	60.78	1.16	1.10

（1）據(jù)表分析，隨蔗糖濃度的增加，呼吸速率加快，[H]由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)（場(chǎng)所）轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體內(nèi)膜上與O₂結(jié)合的速率加快．
（2）其他條件均適宜時(shí)，在一定范圍內(nèi)，隨著溫度上升，該植物細(xì)胞呼吸和光合作用的速率變化不同，其最可能的原因是催化細(xì)胞呼吸的酶與催化光合作用的酶對(duì)溫度的敏感度不同．溫度會(huì)影響光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段．
（3）如果向培養(yǎng)該植物的溫室內(nèi)通入¹⁴CO₂，光照一定時(shí)間（數(shù)分鐘）后殺死該植物，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，短時(shí)間內(nèi)CO₂就已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物．如果要探究CO₂轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物是什么，可能的實(shí)驗(yàn)思路是逐漸縮短光照時(shí)間，當(dāng)只檢測(cè)到一種含¹⁴C的轉(zhuǎn)化物時(shí)，該物質(zhì)即是C0₂轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物．

Answer 1

分析 1、由題意知，該實(shí)驗(yàn)的目的是研究不同濃度的蔗糖對(duì)培養(yǎng)4周后某試管苗光合色素的含量、總?cè)~面積、總光合速率、呼吸速率的影響，實(shí)驗(yàn)的自變量是不同濃度的蔗糖溶液，因變量是葉綠素和類胡蘿卜素的含量、葉面積、總光合速率、呼吸速率，溫度和光照強(qiáng)度是無關(guān)變量，無關(guān)變量應(yīng)保持一致且適宜．
2、由表格信息可知，隨著蔗糖濃度增大，葉綠素、類胡蘿卜素、總?cè)~面積逐漸增大，總光合速率逐漸減小，呼吸速率逐漸增大．
3、光合作用過程分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)過程，光反應(yīng)是在光照條件下，水光解產(chǎn)生氧氣、還原氫，同時(shí)合成ATP，暗反應(yīng)包括二氧化碳固定和三碳化合物還原，二氧化碳固定是二氧化碳與五碳化合物結(jié)合形成三碳化合物，三碳化合物還原是三碳化合物被光反應(yīng)產(chǎn)生的還原氫還原形成有機(jī)物和五碳化合物，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原氫和ATP．
4、酶活性受溫度影響，不同酶的最適宜溫度不同，溫度通過影響酶活性而影響酶促反應(yīng)的速率．

解答 解：（1）有氧呼吸包括三個(gè)階段，第一階段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和還原氫，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和還原氫，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，第三階段是還原氫與氧氣結(jié)合形成水，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，因此有氧呼吸產(chǎn)生還原氫是由有氧呼吸第一、第二階段產(chǎn)生的，分別發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)中．
（2）由于催化光合作用和細(xì)胞呼吸的酶對(duì)溫度的敏感性不同，因此其他條件均適宜時(shí)，在一定范圍內(nèi)，隨著溫度上升，植物細(xì)胞呼吸和光合作用的速率變化可能不同；光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要酶的催化，因此溫度通過影響光反應(yīng)和暗反應(yīng)酶的活性而影響光合作用．
（3）暗反應(yīng)中碳循環(huán)是二氧化碳→三碳化合物→有機(jī)物，如果向培養(yǎng)該植物的溫室內(nèi)通入¹⁴CO₂，光照一定時(shí)間（數(shù)分鐘）后殺死該植物，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，短時(shí)間內(nèi)CO₂就已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物，說明含有放射性二氧化碳已經(jīng)形成多種中間產(chǎn)物、最終有機(jī)物，可以通過逐漸縮短光照時(shí)間，當(dāng)只檢測(cè)到一種含¹⁴C的轉(zhuǎn)化物時(shí)，該物質(zhì)即是C0₂轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物．
故答案為：
（1）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)
（2）催化細(xì)胞呼吸的酶與催化光合作用的酶對(duì)溫度的敏感度不同      光反應(yīng)和暗反應(yīng)
（3）逐漸縮短光照時(shí)間，當(dāng)只檢測(cè)到一種含¹⁴C的轉(zhuǎn)化物時(shí)，該物質(zhì)即是C0₂轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物

點(diǎn)評(píng) 本題旨在考查學(xué)生理解并掌握有氧呼吸、光合作用的物質(zhì)變化過程和場(chǎng)所，溫度對(duì)光合作用和細(xì)胞呼吸的影響及機(jī)理，把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并利用相關(guān)信息進(jìn)行推理、解答問題，根據(jù)題干信息提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路或方法．