Question

【题目】小麦是中国最重要的粮食作物之一，某科研人员将小麦植株放在温度适宜且恒定的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化，实验结果如图所示。请分析回答：

（1）小麦在光下进行有氧呼吸的过程中，放出的能量大部分_______。若要研究小麦光合作用过程中产生的淀粉中的碳元素是否来自光合作用过程中吸收的C02，可利用____________技术。

（2）B点时，叶肉细胞的光合作用速率___________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率，原因是_________________________________。

（3）实验结果表明在515min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为_______________。研究还发现，同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是_____________。

Answer 1

【答案】 以热能形式散失 同位素示踪 大于 B点时容器内氧气量不再发生变化，说明叶肉细胞光合作用产生的氧气量与整个植株的所有细胞呼吸作用消耗的氧气量相等，所以叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率 光合作用使密闭容器内的C02浓度逐渐减少，光合作用速率逐渐下降，与呼吸作用的差值逐渐减小，氧气量增加速率减小 底部叶片衰老，与呼吸有关的酶活性降低

【解析】试题分析：由题图曲线分析，由于该曲线的纵轴表示密闭容器中氧气量的变化，密闭容器中细胞呼吸使氧气量减少，光合作用使氧气量增加，所以密闭容器中氧气变化是光合作用和细胞呼吸作用的共同结果。由曲线可知，0-5分钟是黑暗条件，细胞不能进行光合作用，因此密闭容器中氧气减少是细胞呼吸的结果；5-15分钟密闭容器中氧气增加，说明光合作用强度大于呼吸作用强度；15分钟之后，密闭容器中氧气含量不变，说明光合作用与呼吸作用强度相等。

（1）根据“1moL葡萄糖在有氧呼吸过程释放总能量为2780KJ,其中只有1161KJ用于合成ATP，其余都以热能的形式散失”可知，小麦在光下进行有氧呼吸的过程中，放出的能量大部分以热能形式散失。若要研究小麦光合作用过程中淀粉中C是否来源于原料CO2中的碳，可以选用14CO2作为原料，通过测定小麦产生的淀粉中的碳元素是否14C，称这样的技术为同位素示踪技术。

(2)B点时，密闭容器中氧气含量不变，说明整株小麦光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗的氧气相等，即整株小麦光合作用速率与呼吸作用速率相等。由于小麦植株上存在大量不能进行光合作用但能进行呼吸作用的细胞，所以像叶肉细胞这样能进行光合作用的细胞，其光合作用速率一定大于其呼吸作用速率。

(3)由题图可知，5-15min内，由于光合作用消耗二氧化碳，密闭容器中二氧化碳浓度逐渐降低，光合作用速率逐渐下降，与呼吸作用的差值逐渐减小，所以容器内氧气量增加的速率逐渐减小。同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可是小麦底部细胞衰老，呼吸酶活性降低。