Question

将小麦种子在水中浸透，然后按下图装置进行实验。实验开始时X液面位置与Y液面位置调至同一水平，然后记录实验过程中每小时的液面变化情况（代谢底物只考虑糖类）。回答下列问题：

（1）实验前将种子在水中浸透的目的是________，从细胞组成和结构角度推测水分子可经过细胞膜中的________、从细胞外运输到细胞内。

（2）一段时间后，液面高度将不再发生变化，原因是________。此时细胞中产生ATP的场所是________。

（3）该装置________（填“能”或“不能”） 用于测定种子的无氧呼吸强度，原因是________。

Answer

促使种子新陈代谢（细胞呼吸）增强 磷脂双分子层、水通道蛋白（蛋白质） 小麦种子只进行无氧呼吸 细胞质基质 不能 小麦种子进行酒精型无氧呼吸，生成的CO2被NaOH吸收，不会造成液面的变化，无法测定

【解析】

分析图中实验装置：种子细胞若进行有氧呼吸会消耗氧气，释放二氧化碳，装置中使用NaOH可以吸收种子细胞呼吸释放的二氧化碳。有氧呼吸消耗的氧气的量等于产生的二氧化碳的量，但是二氧化碳被NaOH溶液吸收，试管中的气体体积变小，则X液面会上升，具体的变化值可表示种子有氧呼吸消耗的氧气的体积。

（1）代谢旺盛的细胞中自由水的含量多。实验前浸泡种子目的是：让种子增加自由水的含量，促进细胞呼吸，使种子新陈代谢增强。从细胞膜组成和结构的角度来推测，水分子可经过细胞膜中的磷脂双分子层、水通道蛋白从细胞外进入细胞内，方式为自由扩散。

（2）由于装置密闭，种子初期进行有氧呼吸消耗掉空间的氧气，一段时间后种子只进行无氧呼吸，释放的CO2被NaOH溶液吸收，管内气压没有明显变化，故液面高度不再发生变化。无氧呼吸只有第一阶段释放能量，合成ATP，发生的场所在细胞质基质。

（3）此装置不能用于测定种子的无氧呼吸强度，原因是种子无氧呼吸不消耗氧气，生成物是酒精和二氧化碳。产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，液面的高度不会发生变化，此装置无法测定种子无氧呼吸强度；但有氧呼吸消耗氧气，产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，液面的高度变化反应氧气消耗情况，可用于测定种子有氧呼吸强度。