Question

20．某生物研究性學習小組的同學想探究種子在萌發(fā)過程中進行的呼吸作用類型設置如圖1所示實驗裝置．關閉活塞，在25℃下經(jīng)過20分鐘讀出刻度管中著色液移動的方向及距離．若設整個實驗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，實驗中還應再設置一組對照實驗，對照裝置的容器底部和鐵絲網(wǎng)中應分別放入等體積的蒸餾水和等量死亡的發(fā)芽種子．
（2）若實驗過程中裝置A向右移動了x，則x表示無氧呼吸釋放CO₂的量；若裝置B向左移動了y，則y表示呼吸作用吸收的O₂量．
（3）試寫出與所列實驗結(jié)論相對應的實驗結(jié)果：（假設對照實驗裝置中著色液靜止不動）
①若A靜止不動，B向左移，則說明發(fā)芽種子的細胞只進行有氧呼吸．
②若A向右移，B靜止不動，則說明發(fā)芽種子的細胞只進行無氧呼吸．
③若A向右移，B向左移，則說明發(fā)芽種子的細胞既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸．
（4）圖2表示該植物幼苗在溫度為25℃下光合作用強度隨光照強度改變的變化曲線，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點將向下移動、b點向右移動．
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5.5千勒克司光強度下，該植物進行光合作用時除完全利用呼吸所產(chǎn)生的CO₂外，每小時還應從外界吸收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，體積不會改變，現(xiàn)在裝置A向右移動了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，當溫度分別是25℃時，呼吸作用消耗的氧氣量為20mL．a(chǎn)點代表呼吸速率，b點表示光補償點．

解答 解：（1）為使測得的x和y值更精確，還應再設置一對照裝置，對照組容器和小瓶中應分別放入死的發(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，體積不會改變，現(xiàn)在裝置A向右移動了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，體積不會改變．著色液不會移動；如果A靜止不動，B向左，則說明發(fā)芽種子的細胞只進行有氧呼吸；若A向右移，B靜止不動，則說明發(fā)芽種子的細胞只進行無氧呼吸；若A向右移，B向左移，則說明發(fā)芽種子的細胞既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸．
（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點代表呼吸速率，現(xiàn)呼吸速率加快，故a點下移；b點表示光補償點，現(xiàn)光合速率減慢，呼吸速率加快b點右移．
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，故可以以氧氣的釋放量來計算出二氧化碳的釋放量．在5.5千勒克司光強度下，1小時內(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．
當呼吸墑為0.85，在5.5千勒克司光強度下，該植物進行光合作用時除完全利用呼吸所產(chǎn)生的CO₂外，每小時還應從外界吸收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，B向左移       A向右移，B靜止不動       A向右移，B向左移
（4）①下     右       ②63

點評 本題具有一定的難度，以測定發(fā)芽種子呼吸熵的測定為背景，著重考查了對于呼吸熵測定實驗裝置的分析，根據(jù)實驗結(jié)果進行推理是解題的關鍵，對于有氧呼吸與無氧呼吸過程的掌握．本題同時考查了環(huán)境因素影響光合作用和呼吸作用的相關知識，解題的關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+呼吸速率進行綜合計算，要求考生具有較強的識圖能力、分析能力以及計算能力．