Question

1．太陽能是幾乎所有生命系統(tǒng)中的能量的最終源頭．外界能量輸入細(xì)胞，并為細(xì)胞所利用，都要經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)．甲圖是某高等生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生理過程，其中1、2、3、4、5表示生理過程，A、B、C、D表示化學(xué)物質(zhì)．根據(jù)你對生理過程的理解，請回答下列問題：

（1）甲圖中在生物膜上發(fā)生的生理過程有3和4（用圖中數(shù)字表示），CO₂由2過程產(chǎn)生到5過程利用，至少穿過4層生物膜．
（2）有氧呼吸過程包括三個(gè)階段，在圖中可以用1、2、3（用圖中數(shù)字表示）表示，A表示丙酮酸（或C₃H₄O₃），C表示ADP和Pi．
（3）從乙圖中可以看出，光合作用速率最大時(shí)的溫度為30℃．在15℃時(shí)，光合作用速率為呼吸作用速率的3.5倍．假設(shè)每天光照12小時(shí)，最有利于植物生長的溫度是20℃．
（4）已經(jīng)知道植物的種子的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)．為探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響，請你依據(jù)所給材料用具設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的方法步驟，預(yù)測可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論．
I．材料用具：數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無菌水、表面消毒過的種子等．
II．實(shí)驗(yàn)課題：探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響．
III．方法步驟：①向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量（表面消毒過的）種子分別放入甲、乙兩組培養(yǎng)皿中．
②將甲組置于有光照的環(huán)境中，乙組置于黑暗環(huán)境中．使兩組所處溫度、水分、空氣狀況相同且適宜的條件下培養(yǎng)．
③一段時(shí)間后統(tǒng)計(jì)兩組種子的萌發(fā)率（發(fā)芽率），并分析其差異程度．
IV．預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析（略）

Answer 1

分析 分析圖1，①代表有氧呼吸第一階段，②代表有氧呼吸第二階段，③代表有氧呼吸第三階段，④代表光反應(yīng)，⑤代表暗反應(yīng)；A代表丙酮酸，B表示[H]，C代表ADP，D代表[H]和ATP．分析圖2，光照條件下二氧化碳的吸收量代表凈光合作用量，黑暗條件下二氧化碳的釋放量代表呼吸作用量．

解答 解：（1）甲圖中①表示有氧呼吸的第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；②表示有氧呼吸的第二階段，發(fā)生線粒體基質(zhì)中；③表示有氧呼吸的第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上；④表示光反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體類囊體膜上；⑤表示暗反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，可見，其中③和④過程發(fā)生在生物膜上．CO₂由②過程產(chǎn)生到⑤過程利用，至少要穿過4層膜（雙層線粒體膜+雙層葉綠體膜）．
（2）由以上分析可知，有氧呼吸過程包括三個(gè)階段，在圖中可以用1、2、3表示，其中A表示丙酮酸（或C₃H₄O₃），C表示ADP和Pi．
（3）乙圖中，黑暗中釋放CO₂的量表示呼吸速率，光照下吸收CO₂的量代表凈光合速率，而光合速率=呼吸速率+凈光合速率．從乙圖中可以看出，光合作用速率最大時(shí)的溫度為30℃．在15℃時(shí)，呼吸作用速率為1，凈光合速率為2.5，則光合作用速率=呼吸速率+凈光合速率=3.5，因此光合速率為呼吸作用速率的3.5倍．假設(shè)每天光照12小時(shí)，則一天中植物有機(jī)物的積累量=白天12小時(shí)的凈光合速率-夜間12小時(shí)的呼吸速率，代入圖中數(shù)據(jù)可知，最有利于植物生長的溫度是20℃．
（4）由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目傻脤?shí)驗(yàn)課題，即探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響，故實(shí)驗(yàn)自變量為有無光照，因變量為種子的萌發(fā)率，而無關(guān)變量要保持相同且適宜．故可得實(shí)驗(yàn)步驟為：①向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養(yǎng)皿中．②將一組置于有光照的環(huán)境中，另一組置于黑暗環(huán)境中，在培養(yǎng)過程中，使兩組所處溫度、水分、空氣狀況適宜且相同．③一段時(shí)間后統(tǒng)計(jì)兩組種子的萌發(fā)率（發(fā)芽率），并分析其差異程度．
故答案為：
（1）3和4     4層       
（2）1、2、3     丙酮酸（或C₃H₄O₃）     ADP和Pi
（3）30    3.5    20    
（4）II．探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響
 III．①等量（表面消毒過的）種子    ②相同且適宜  ③萌發(fā)率（發(fā)芽率）

點(diǎn)評 本題考查光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識，解答本題首先要熟悉圖中表示的各種生命活動的詳細(xì)過程；其次，據(jù)圖寫出各字母（或數(shù)字）代表的物質(zhì)（或生理過程）的名稱；第三，要善于將所學(xué)過的知識進(jìn)行整合，弄清楚它們之間的聯(lián)系與區(qū)別．