Question

【題目】細胞呼吸原理在生活和生產中有廣泛的應用，為了探究植物體的呼吸作用強度，研究人員進行了如下實驗：

(1)如下圖是一種測定發(fā)芽玉米種子呼吸作用強度的密封裝置(U形刻度管內裝有有色液體，用作檢壓計)。向廣口瓶中一側放入盛有高濃度NaOH溶液的小燒杯，另一側放入發(fā)芽玉米種子。將整個裝置置于25 ℃恒溫環(huán)境中，打開A、B開關，通入O2，待U形管兩側液柱平衡后，關閉A、B。一段時間后，U形管兩側液柱出現(xiàn)高度差。

①U形管兩側液柱高度的變化量表示_______________________________。

②為了保證實驗結果準確嚴密，還需要設計對照實驗，對照組如何設計？___________________。

(2)下表是在不同的溫度和不同氧含量的條件下，測定的一定大小的新鮮菠菜葉二氧化碳釋放量(表中為相對值)，請分析回答下列問題：

①為了能使實驗數(shù)據(jù)真實地反映出呼吸強度的變化規(guī)律，在實驗時，應特別注意的是什么？ ______________________。

②研究人員在對數(shù)據(jù)分析時，發(fā)現(xiàn)在溫度、氧含量分別為________________________的條件下所測數(shù)據(jù)最可能是錯誤的。

③圖中數(shù)據(jù)反映出當氧含量從20.0%上升到40.0%時，植物的呼吸強度一般________，其原因是_____________________________。

④由表中數(shù)據(jù)分析，蔬菜長期貯藏的最佳環(huán)境條件是____________________________，此條件下植物細胞內二氧化碳的產生場所是________________________。

⑤分析表中數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)植物呼吸作用強度的變化規(guī)律是_______________。

Answer 1

【答案】發(fā)芽玉米種子細胞呼吸消耗氧的體積廣口瓶內放入等量煮熟玉米種子，其他裝置不變遮光，使葉處于黑暗狀態(tài)10 ℃1.0%保持相對穩(wěn)定 受酶的數(shù)量限制(或受線粒體數(shù)量的限制)溫度為3 ℃，氧含量為3.0%時細胞質基質、線粒體在一定的溫度和氧含量的范圍內，隨溫度和氧含量的增高，呼吸作用強度增大

【解析】

圖示裝置能用于探究植物體（或萌發(fā)種子）的呼吸作用強度，其原理在于當植物體（或萌發(fā)種子）進行有氧呼吸后，由于消耗了氧氣，而產生的CO2被燒杯內高濃度NaOH溶液所吸收，所以裝置內氣壓減小，“U”型管中液體向右流動，使液面左低右高，且左右液面高度差就代表植物體（或萌發(fā)種子）有氧呼吸的耗氧量。表格數(shù)據(jù)是在不同的溫度和不同氧含量的條件下，測定的一定大小的新鮮菠菜葉二氧化碳釋放量。在氧含量較低的范圍（0.1%-3.0%）內，一定溫度范圍內（30 ℃）逐漸升高，CO2釋放值逐漸增加，說明該溫度范圍內隨溫度的升高，菠菜的呼吸作用增強，而超過該溫度則起呼吸作用強度可能下降。在相同溫度下，隨氧含量的增加，CO2釋放值先減小后增大，說明菠菜的呼吸作用總強度先減小后增大，最后基本不變。

(1)①結合前面的分析可知，由于裝置中有NaOH溶液，可以吸收裝置內的CO2，對O2無影響。因此U形管兩側液柱高度的變化量是由于發(fā)芽的種子呼吸作用消耗了O2而引起的。

②為了避免由于外界因素變化造成誤差，需要設置對照組，以排除無關變量的干擾。而對照組的設置方法是廣口瓶內放入等量煮熟玉米種子，其他裝置不變。

(2)①由于是測定新鮮菠菜葉二氧化碳釋放量，實驗應在無光條件下進行，以免光照引發(fā)光合作用對結果產生干擾。

②分析表格中數(shù)據(jù)變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，在溫度為10 ℃和氧含量為1.0%時，CO2釋放值為53.7，與鄰近的溫度和氧含量下的CO2釋放值不成規(guī)律性變化，所以該組數(shù)據(jù)可能是錯誤的。

③葉片的呼吸作用受多種因素的影響，外因有O2濃度、CO2濃度、溫度等，內因有酶的數(shù)量等。結合前面的對圖中數(shù)據(jù)反映的規(guī)律分析可知，當氧含量從20.0%上升到40.0%時，植物的呼吸強度一般保持相對穩(wěn)定，可能是原因是受酶的數(shù)量限制(或受線粒體數(shù)量的限制)。

④由表中數(shù)據(jù)分析，蔬菜長期貯藏的最佳環(huán)境條件是應選呼吸強度最弱（或CO2釋放量最�。�時對應的條件，即溫度為3 ℃，氧含量為3.0%，此條件下植物細胞內既有有氧呼吸產生CO2，也有無氧呼吸產生CO2，所以產生CO2的場所是線粒體和細胞質基質。

⑤分析表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，植物呼吸作用強度在一定的溫度和氧含量的范圍內，隨溫度和氧含量的增高，呼吸作用強度增大，但超過一定范圍后，呼吸作用隨溫度升高而下降，而隨氧含量升高而呼吸作用基本不變。