Question

红萍是一种绿色植物，可望在太空舱中起到提供O₂和吸收CO₂的作用。为了研究红萍与人共存情况下红萍的供氧能力，我国科研人员建立受控密闭试验舱和红萍培养装置，设立实验组和对照组先后进行多次模拟实验。密闭舱全天保持稳定充足的光照，其他条件适宜。2名志愿者进入密闭舱中生活，每隔1h测定一次舱内O₂、CO₂浓度。结果如下图所示。请回答下列问题。

(1)该实验的自变量是___________。

(2)0-12h，红萍固定CO₂的速率___________(填“大于”或“等于”或“小于”)红萍细胞呼吸产生CO₂的速率。

(3)根据实验结果判断密闭舱内红萍产生的O₂能否满足2名志愿者的呼吸消耗?___________(填能或否)，依据是______________________。

(4)制作红萍叶片的横切片，在显微镜下观察发现叶肉细胞表皮细胞和叶脉细胞的形态、结构有显著差异，造成这种差异的根本原因是___________。

Answer

红萍的有无和测定时间 大于 能 密闭舱内O2和CO2浓度保持相对稳定，说明红萍产生的O2量约等于红萍和人呼吸消耗的O2量 基因的选择性表达

【解析】

1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2、有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞中基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中，有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上，有氧呼吸的三个阶段中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多，合成的ATP数量最多。 
3、光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点。光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物。光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水。净光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率。

（1）本实验是研究红萍与人共存情况下红萍的供氧能力，实验组是放红萍的组，而对照组是不放置红萍的组，结合图示不同测定时间中实验结果的差异可知，本实验研究的自变量是红萍的有无和测定的时间。因变量是氧气、二氧化碳的浓度变化。

（2）据右图可知，0〜12h，实验组的CO2的浓度比对照组低，说明红萍消耗了一部分的CO2，故红萍固定CO2的速率大于红萍细胞呼吸产生CO2的速率。

（3）在12h之后，实验组中密闭舱内O2和CO2浓度保持相对稳定，说明红萍产生的O2量约等于红萍和人呼吸消耗的O2量，故密闭舱内红萍产生的O2能满足2名志愿者的呼吸消耗。

（4）同一生物体内不同细胞的形态和结构不同的根本原因是基因选择性表达的结果。