题目内容
【题目】细胞呼吸原理在生活和生产中有广泛的应用，为了探究植物体的呼吸作用强度，研究人员进行了如下实验：
(1)如下图是一种测定发芽玉米种子呼吸作用强度的密封装置(U形刻度管内装有有色液体，用作检压计)。向广口瓶中一侧放入盛有高浓度NaOH溶液的小烧杯，另一侧放入发芽玉米种子。将整个装置置于25 ℃恒温环境中，打开A、B开关，通入O2，待U形管两侧液柱平衡后，关闭A、B。一段时间后，U形管两侧液柱出现高度差。
①U形管两侧液柱高度的变化量表示_______________________________。
②为了保证实验结果准确严密，还需要设计对照实验，对照组如何设计？___________________。
(2)下表是在不同的温度和不同氧含量的条件下，测定的一定大小的新鲜菠菜叶二氧化碳释放量(表中为相对值)，请分析回答下列问题：
①为了能使实验数据真实地反映出呼吸强度的变化规律，在实验时，应特别注意的是什么？ ______________________。
②研究人员在对数据分析时，发现在温度、氧含量分别为________________________的条件下所测数据最可能是错误的。
③图中数据反映出当氧含量从20.0%上升到40.0%时，植物的呼吸强度一般________，其原因是_____________________________。
④由表中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境条件是____________________________，此条件下植物细胞内二氧化碳的产生场所是________________________。
⑤分析表中数据，我们可以发现植物呼吸作用强度的变化规律是_______________。
【答案】发芽玉米种子细胞呼吸消耗氧的体积广口瓶内放入等量煮熟玉米种子，其他装置不变遮光，使叶处于黑暗状态10 ℃1.0%保持相对稳定 受酶的数量限制(或受线粒体数量的限制)温度为3 ℃，氧含量为3.0%时细胞质基质、线粒体在一定的温度和氧含量的范围内，随温度和氧含量的增高，呼吸作用强度增大
【解析】
图示装置能用于探究植物体（或萌发种子）的呼吸作用强度，其原理在于当植物体（或萌发种子）进行有氧呼吸后，由于消耗了氧气，而产生的CO2被烧杯内高浓度NaOH溶液所吸收，所以装置内气压减小，“U”型管中液体向右流动，使液面左低右高，且左右液面高度差就代表植物体（或萌发种子）有氧呼吸的耗氧量。表格数据是在不同的温度和不同氧含量的条件下，测定的一定大小的新鲜菠菜叶二氧化碳释放量。在氧含量较低的范围（0.1%-3.0%）内，一定温度范围内（30 ℃）逐渐升高，CO2释放值逐渐增加，说明该温度范围内随温度的升高，菠菜的呼吸作用增强，而超过该温度则起呼吸作用强度可能下降。在相同温度下，随氧含量的增加，CO2释放值先减小后增大，说明菠菜的呼吸作用总强度先减小后增大，最后基本不变。
(1)①结合前面的分析可知，由于装置中有NaOH溶液，可以吸收装置内的CO2，对O2无影响。因此U形管两侧液柱高度的变化量是由于发芽的种子呼吸作用消耗了O2而引起的。
②为了避免由于外界因素变化造成误差，需要设置对照组，以排除无关变量的干扰。而对照组的设置方法是广口瓶内放入等量煮熟玉米种子，其他装置不变。
(2)①由于是测定新鲜菠菜叶二氧化碳释放量，实验应在无光条件下进行，以免光照引发光合作用对结果产生干扰。
②分析表格中数据变化规律发现，在温度为10 ℃和氧含量为1.0%时，CO2释放值为53.7，与邻近的温度和氧含量下的CO2释放值不成规律性变化，所以该组数据可能是错误的。
③叶片的呼吸作用受多种因素的影响，外因有O2浓度、CO2浓度、温度等，内因有酶的数量等。结合前面的对图中数据反映的规律分析可知，当氧含量从20.0%上升到40.0%时，植物的呼吸强度一般保持相对稳定，可能是原因是受酶的数量限制(或受线粒体数量的限制)。
④由表中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境条件是应选呼吸强度最弱（或CO2释放量最小）时对应的条件，即温度为3 ℃，氧含量为3.0%，此条件下植物细胞内既有有氧呼吸产生CO2，也有无氧呼吸产生CO2，所以产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
⑤分析表中数据发现，植物呼吸作用强度在一定的温度和氧含量的范围内，随温度和氧含量的增高，呼吸作用强度增大，但超过一定范围后，呼吸作用随温度升高而下降，而随氧含量升高而呼吸作用基本不变。
