Question

豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑（TTC）还原为红色的三苯甲腙。在种子萌发过程中，其CO₂释放速率和O₂吸收速率的变化如下图所示，请回答：

（1）种子萌发的12～14h，CO₂释放速率远大于O₂吸收速率，说明该阶段豌豆种子的主要呼吸方式为______________。豌豆种子细胞呼吸产氢的场所是___________。

（2）胚根长出前，完整的种皮限制了种子对_____________的吸收，从而影响了种子的呼吸速率。36h后，O₂吸收速率大于CO₂释放速率，说明碗豆种子细胞的呼吸底物不全是_____________。

（3）从细胞呼吸角度分析，碗豆种子比小麦种子更适宜浅播的原因是______________________。

（4）实验室除用TTC鉴定种子胚细胞的“死活”外，还可用染料染色法来鉴定种子胚细胞的“死活”，后者的鉴定原理是___________________________。

Answer

无氧呼吸 细胞质基质和线粒体基质 O2（或O2和水） 葡萄糖（糖类） 豌豆种子脂肪含量更高，脂肪氧化分解需要消耗更多的O2，浅播利于种子吸收氧气 活细胞的细胞膜具有选择透过性，不易被染料染色（或者死细胞的细胞膜不具有选择透过性，易被染料染色）

【解析】

种子萌发的外界条件有充足的水分、适宜的温度和足够的氧气，种子萌发的初期主要进行无氧呼吸，胚根突破种皮后主要进行有氧呼吸。脂肪中氧的含量低于糖类，脂肪氧化分解时消耗的氧的体积大于产生二氧化碳的体积。

（1）无氧呼吸不吸收氧气，产生二氧化碳，有氧呼吸消耗葡萄糖时，产生的二氧化碳体积与消耗氧的体积相同。据图可知，在12～24h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸方式主要是无氧呼吸，产物是二氧化碳和酒精。有氧呼吸的第一、二阶段和无氧呼吸的第一阶段可产生还原氢，有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段场所相同，都是细胞质基质，有氧呼吸第二阶段场所是线粒体基质。

（2）胚根长出前，完整的种皮限制了种子对氧气的吸收，从而影响了种子的呼吸速率。36h后，O2吸收速率大于CO2释放速率，说明碗豆种子细胞的呼吸底物不全是葡萄糖，还存在脂肪等其他物质。

（3）豌豆种子中脂肪含量高于小麦种子，脂肪氧化分解时需要的氧比单位质量的糖类氧化分解时需要的氧更多，浅播利于种子吸收氧气，有利于种子萌发。

（4）活细胞的细胞膜具有选择透过性，染料分子不能通过活细胞的细胞膜，所以活细胞的胚细胞不易被染料分子染上颜色。