Question

（9分）某研究者对某一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究，首先将大豆种子置于水分、空气、光照等条件适宜的环境中培养，定期检测萌发种子的重量变化，结果如图甲所示。再选取大豆幼苗放在温室中进行无土栽培实验，下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图，请分析回答有关问题。

（1）如图甲所示，实验小组在第4天测得的种子吸收的O₂与释放的CO₂之比为1:3，此时大豆细胞内有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比值为       ；6天后种子重量减少的主要原因是         ，第       天，大豆的光合速率与呼吸速率大致相当。研究者用含 ¹⁸ O 的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子，其转移途径是                   。

（2）据图乙分析，限制 AB 段 CO ₂ 吸收速率的主要因素是          ，若白天温室温度高于5℃， 则白天温室中CO₂浓度的变化情况是               ，为获得最大经济效益，温室应控制的最低温度为    ℃ 。

（3）图乙C 点时叶肉细胞产生的 O ₂ 的移动方向是             ，图中           （填字母）点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。

Answer

（1）1：6 细胞呼吸分解了有机物 10 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 （2）温度 减小 20 （3）从叶绿体→线粒体和从叶绿体→叶肉细胞外 B、D

【解析】

试题分析：(1)种子吸收的O2和释放的CO2之比为1：3，说明细胞此时也进行无氧呼吸，此时大豆细胞内有机物酒精增多，产生场所是细胞质基质。根据无氧呼吸与有氧呼吸反应式，无氧呼吸产生2mol的二氧化碳，消耗葡萄糖是1mol，有氧呼吸产生1mol二氧化碳，消耗葡萄糖是1/6mol, 有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比值为1/6:1=1：6。第2—6天，种子从外界吸收水分，参与细胞内生化反应，导致干重增加。6天后细胞呼吸旺盛 ，分解了有机物，使种子干重减少。从曲线可以看出，第10 天，大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。在呼吸作用过程中，葡萄糖首先在细胞质基质被分解为丙酮酸，然后丙酮酸进入线粒体分解为二氧化碳和[H]，所以标记的氧元素的转移途径依次是葡萄糖、丙酮酸和二氧化碳。(2)在AB段，随着温度的升高，二氧化碳的吸收量不断增加，而且吸收量没有达到最大值，由此可以看出此时限制二氧化碳吸收的主要因素是温度；由曲线图可以看出在相同温度下，光合作用吸收二氧化碳的量要比呼吸作用产的CO2量大，若白天温室温度高于5℃， 则白天温室中CO2浓度将变小。要想获得最大经济效益，就要增加净光合产量，在20℃时光合速率达到最大值，呼吸速率较低，此时的净光合速率是最大的，所以要想增加产量，温度可以控制为20℃。（3）图乙C 点时，单位时间内气体的吸收量大于零，说明此时的光合作用速率大于呼吸作用速率，此时叶肉细胞内氧气由叶绿体产生，一方面进入线粒体用于呼吸作用，另一方面会会释放到叶肉细胞外。在B、D两点的时候，呼吸作用产生的二氧化碳刚好供给光合作用使用，而且植物光合作用消耗的二氧化碳正好是从空气中吸收的二氧化碳的量和呼吸作用释放的二氧化碳之和，此时光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。

考点：本题考查细胞代谢与影响光合作用与细胞呼吸的知识。意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容，能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。