Question

（三）回答下列植物呼吸作用和光合作用的問題．
如圖一的實驗裝置用以測定種子萌發(fā)時因呼吸作用引起的密閉容器中氣體容積的變化．每隔一段時間，調(diào)節(jié)X管和Y管內(nèi)的液面至同一水平，并通過Y管上的刻度尺量出氣體的容積．容積變化與時間之間關(guān)系如下圖二所示．
（1）每次測量氣體容積前要調(diào)整X、Y管的液面至同一水平，目的是

 

；
（2）在6h內(nèi)氣體容積變化的主要原因是

 

；
（3）在種子始終保持活力的情況下，圖二曲線在10h以后仍保持穩(wěn)定，原因是

 

；
呼吸商（RQ=

釋放的CO2量(mo/h)

吸收的O2量(mol/h)

）可作為描述細胞呼吸過程中氧氣供應(yīng)狀態(tài)的一種指標，如圖三．
（4）由圖三推斷，在實驗開始時，容器中氧分壓大小是

 

（用符號和字母表示）
（5）根據(jù)圖二的容積變化曲線，推測容器中10小時內(nèi)種子RQ值的變化趨勢，在下面坐標軸上畫出RQ變化曲線．（假設(shè)呼吸作用底物為葡萄糖）
（6）有人認為該實驗不足以證明氣體的變化就是由萌發(fā)種子引起的，請你對該實驗進行改進，改進的具體方法是

 

；
（7）如果采用帶葉的幼苗來代替萌發(fā)的種子做上述實驗，試管應(yīng)放在

 

環(huán)境中，其目的是

 

．
（8）利用上述裝置用帶葉的幼苗進行光合作用的實驗，為提供幼苗光合作用所需的原料，應(yīng)對實驗試劑做怎樣的改變？

 

． 改進后，在暗處1小時，測得容器內(nèi)氣體減少了2.24mL，而在光照充足條件下，1小時測得氣體增加5.6mL（假定溫度是恒定的，光照對呼吸作用的影響忽略不計，氣體體積在標準狀況下測得）．該植物在光照1小時中合成葡萄糖的量為

 

mg．

Answer 1

考點：細胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：本題比較綜合，圖一裝置中的KOH溶液可以吸收二氧化碳，因此測得的氣體變化就是氧氣的消耗量，從而可以判斷出呼吸作用的方式．圖二在分析的時候注意三個時間段：0～2h、2～10h以及10h以后．呼吸商等于1時，說明吸收的氧氣等于釋放的二氧化碳，說明只進行有氧呼吸，當進行無氧呼吸時，呼吸商就會大于1．如果用該裝置進行光合作用的實驗，由于光合作用需要二氧化碳作為原料，因此應(yīng)將KOH換成NaHCO₃溶液．在計算時，真光合作用=凈光合速率+呼吸速率．

解答： 解：（1）X、Y管的液面處于同一水平時兩側(cè)的壓強才會相等，這樣可以確保測出的數(shù)據(jù)能夠真實地反應(yīng)密閉容器內(nèi)的氣體體積變化，可以減少誤差．
（2）X管內(nèi)的KOH溶液可以吸收CO₂，起始狀態(tài)容器內(nèi)含有O₂，可以進行有氧呼吸，消耗O₂釋放CO₂，而釋放的CO₂被KOH溶液吸收，容器內(nèi)氣體體積減少．
（3）容器內(nèi)的O₂被消耗盡，種子為獲得能量而進行無氧呼吸，無氧呼吸不消耗O₂釋放CO₂，而釋放的CO₂被KOH溶液吸收，這樣容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化．
（4）圖三中，氧分壓小于C點時，呼吸商大于1，表示此時既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；氧分壓大于等于C點時，呼吸商等于1，表示此時只進行有氧呼吸．而實驗開始時，試管中有充足的氧氣，進行的是有氧呼吸．
（5）圖二中可以看出，在前兩小時內(nèi)，試管中的容積變化是直線下降的，說明此時只進行有氧呼吸，呼吸商為1；但是2小時后，氣體容積變化幅度越來越小，說明此時出現(xiàn)無氧呼吸，并且逐漸增強，呼吸商的值也會越來越大．
（6）設(shè)計實驗時需要遵循對照原則，只有這一組不足以說明容器內(nèi)氣體體積變化是由萌發(fā)的種子引起，還可能由環(huán)境因素如溫度變化引起，為使實驗更準確，應(yīng)該設(shè)計對照實驗；設(shè)計對照實驗時，需要考慮實驗變量，本實驗的變量應(yīng)該是萌發(fā)種子的有無，因此對照實驗只需將萌發(fā)的種子改為等量煮沸的種子即可．
（7）帶葉片的幼苗，在光下能夠進行光合作用，干擾實驗結(jié)果，因此需要對幼苗進行遮光處理，使其只進行呼吸作用，不進行光合作用．
（8）如果要利用該裝置進行光合作用實驗，由于光合作用需要提供CO₂，因此應(yīng)將KOH換成NaHCO₃溶液．NaHCO₃溶液不穩(wěn)定，既能吸收二氧化碳，又能釋放二氧化碳．黑暗條件下測得的氣體減少是有氧呼吸消耗的氧氣的量，光照充足條件下測得氣體增加是氧氣的凈釋放量．因此光合作用氧氣的總生成量為7.84ml，即為0.35mol，則葡萄糖的生成量為0.058mol，折合成質(zhì)量=0.058×180=10.5g．
故答案為：（三）（11分）
（1）使密閉容器中氣體壓強與外界大氣壓相近，確保數(shù)值的精確性
（2）種子有氧呼吸消耗O₂，產(chǎn)生CO₂被KOH吸收
（3）此時種子進行無氧呼吸，產(chǎn)生CO₂被KOH吸收
（4）≥c
（5）作圖（1分）
（6）增加對照實驗，把萌發(fā)的種子改為等量的已死亡（煮熟）的種子，其他處理方法不變；
（7）遮光     使植物只進行呼吸作用，不進行光合作用．
（8）將KOH換成NaHCO₃溶液     10.5 （2分）

點評：本題考查了呼吸作用和光合作用的有關(guān)知識，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；具備驗證簡單生物學(xué)事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析、處理，能對一些簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂的能力．