Question

某农科所工作者对番茄幼苗的细胞代谢（光合作用与细胞呼吸）进行了研究。下图是将番茄幼苗置于温度适宜且恒定的密闭透明玻璃罩内培养，每隔2小时用氧传感器测定玻璃罩内O₂浓度变化的实验结果。

（1）在整个实验过程中只有两个小时是处于黑暗条件下，其他时间段给予了不同强度的光照。其中处于黑暗的时间段是_______h。与实验初始时相比，实验结束时幼苗干重的变化是_______mg葡萄糖/dm³（增加用＋，减少用－表示，精确到小数点后一位数）。

（2）在实验过程中4－6h和8－10h两个时间段，玻璃罩内的O₂浓度都保持不变，原因是__________。

（3）工作人员进行了第二次实验，在上述实验的玻璃罩内放入一只小鼠，给番茄幼苗提供H₂¹⁸O，一段时间后，发现小鼠体内细胞出现了含¹⁸O的有机物，分析可能的转化途径：

上述途径中的A是____________，B可能是____________。

Answer

0-2 +14．1 光合作用产生的氧气量和呼吸作用吸收的氧气量相等（或答光合作用速率和呼吸作用速率相等） 小鼠有氧呼吸（第二阶段） 有机物的水解

【解析】

高等植物进行光合作用释放O2的同时，还进行呼吸作用吸收O2，而光合作用释放的部分或全部O2未出植物体又被呼吸作用利用，这时在光照下测定的O2的释放量称为表观光合速率或净光合速率；

光合作用的过程：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。

呼吸作用的过程：有氧呼吸可以分为三个阶段：

第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原型氢，释放少量能量；

第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；

第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。

（1）在黑暗条件下，植物只能进行呼吸作用，且呼吸作用速率不变，O2以恒定的速率降低从图中看出应该是0-2h；本实验接受后，容器中的O2含量增加了1.5×10mg，根据光合作用的反应式进行计算，则有机物的量增加了mg葡萄糖。

（2）容器中O2浓度保持不变，说明此时植物光合作用产生的O2和呼吸作用消耗的O2的值相等，即光合作用产生的氧气量和呼吸作用吸收的氧气量相等或光合作用速率和呼吸作用速率相等。

（3）A是有氧呼吸第二阶段的反应，丙酮酸和水在线粒体基质中中分解成CO2和[H]；小鼠是动物细胞，H2O中的放射性转移至有机物中可能是发生了B过程有机物的水解（例如蛋白质水解生成氨基酸）。