Question

2．某研究者對(duì)某一大豆新品種種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)過程開展研究，首先將大豆種子置于水分、空氣、光照等條件適宜的環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢測(cè)萌發(fā)種子的重量變化，結(jié)果如圖甲所示．再選取大豆幼苗放在溫室中進(jìn)行無土栽培實(shí)驗(yàn)，圖乙為該幼苗的光合速率、呼吸速率隨溫度變化的曲線圖，請(qǐng)分析回答有關(guān)問題．

（1）如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)小組在第4天測(cè)得的種子吸收的O₂與釋放的CO₂之比為1：3，此時(shí)大豆細(xì)胞內(nèi)有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的比值為1：6；6天后種子重量減少的主要原因是細(xì)胞呼吸分解了有機(jī)物，第10天，大豆的光合速率與呼吸速率大致相當(dāng)．研究者用含 ¹⁸ O 的葡萄糖追蹤根細(xì)胞有氧呼吸中的氧原子，其轉(zhuǎn)移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳．
（2）據(jù)圖乙分析，限制AB段CO₂吸收速率的主要因素是溫度，若白天溫室溫度高于5℃，則白天溫室中CO2濃度的變化情況是減小，為獲得最大經(jīng)濟(jì)效益，溫室應(yīng)控制的最低溫度為20℃．

Answer 1

分析 分析圖甲中：大豆種子在萌發(fā)的過程中有氧呼吸的產(chǎn)物是二氧化碳和水，有氧呼吸時(shí)消耗1mol葡萄糖需要吸收6mol氧氣，產(chǎn)生6mol二氧化碳；無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳，無氧呼吸消耗1mol葡萄糖產(chǎn)生2mol二氧化碳，根據(jù)種子吸收O₂與釋放CO₂的體積比可以計(jì)算出種子胚細(xì)胞的無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖之比．
分析圖乙中：實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度，因變量為某植物在單位時(shí)間內(nèi)CO₂的吸收量或O₂消耗量．其中O₂消耗量可以表示呼吸速率隨溫度變化的曲線；從空氣中吸收的CO₂量表示凈光合速率．因此圖中A點(diǎn)時(shí)，從空氣中吸收的CO₂量為0，表示此時(shí)該植物的光合作用強(qiáng)度剛好等于呼吸作用強(qiáng)度；超過A點(diǎn)時(shí)，光合作用大于呼吸作用，此時(shí)光合作用二氧化碳的來源有：線粒體有氧呼吸釋放的二氧化碳、從空氣中吸收的二氧化碳．

解答 解：（1）設(shè)無氧呼吸過程消耗的葡萄糖為X，則無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳為2X，有氧呼吸消耗的葡萄糖為Y，有氧呼吸過程吸收的氧氣為6Y，產(chǎn)生的二氧化碳為6Y，由題意可得關(guān)系式：6Y：（6Y+2X）=1：3，解得；X：Y=6：1.6天后種子重量減少的主要原因是細(xì)胞呼吸分解了有機(jī)物．根據(jù)曲線圖，第10天大豆的呼吸速率與光合速率大致相當(dāng)．用含¹⁸O的葡萄糖追蹤根細(xì)胞有氧呼吸中的氧原子，其轉(zhuǎn)移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳．
（2）圖乙中，限制AB段限制光合作用CO₂吸收速率的主要因素是自變量溫度．據(jù)圖分析，白天溫室溫度高于5℃，植物能夠進(jìn)行光合作用，二氧化碳吸收量大于0，則白天溫室中CO₂濃度減小．圖中的實(shí)線表示植物的凈光合速率，虛線表示呼吸速率，高于20℃后實(shí)線不再上升，而虛線繼續(xù)升高，表明該植物的光合酶對(duì)溫度的敏感度比呼吸酶對(duì)溫度的敏感度高，溫室栽培該植物，為獲得最大經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)控制的最低溫度為20℃．
故答案為：
（1）1：6  細(xì)胞呼吸分解了有機(jī)物  10  葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
（2）溫度   減小   20

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖示主要考查光合作用與呼吸作用及影響光合作用的環(huán)境因素，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與運(yùn)用．