Question

如图1表示的是测量玉米种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置，锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过，并在稀释的消毒剂中清洗过（不影响种子的生命力）．实验开始时管内油滴位于标尺0点，在25℃恒温条件下每隔半小时利用标尺测量出管内油滴移动的距离，由此计算出瓶内气体体积的变化，并记录．请回答下列问题：

（1）带色油滴移动的方向是

 

，主要原因是

 

 

．
（2）为减小因物理因素造成的误差，应设置相应的对照组．对照组锥形瓶中的实验材料应作何调整？

 

．
（3）将实验记录的数据转化为标准状况下的数据后，某时刻实验组瓶内气体的体积变化为-5.4mL，对照组瓶内气体的体积变化为+0.2mL．假设种子有氧呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，请计算从实验开始到该时刻有氧呼吸过程中消耗葡萄糖总量为

 

g．
（4）将实验组玉米种子萌发的幼苗与植物三七的幼苗在相同条件下种植，研究两种植物对CO₂的吸收速率随光照强度变化的情况，并绘出如图2曲线．当光照强度为c时，比较植物玉米、三七的有机物积累速率A₁、A₂的大小和有机物合成速率B₁、B₂的大小，其结果应分别为A₁

 

A₂、B₁

 

B₂．
（5）将玉米苗在含有¹⁴CO₂空气的环境中培养，羊摄食后在其体内发现了一些含有¹⁴C的丙氨酸．请简要说明¹⁴C示踪的生理过程及这些丙氨酸分子的去路．

 

．

Answer 1

考点：细胞呼吸的过程和意义,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：据图1可知，该实验装置测量种子有氧呼吸时消耗的氧气量，主要原因是种子有氧呼吸消耗了氧气，生成的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，所以锥形瓶内的气体总量减少，带色油滴移动的方向为向左移动．
图2中，玉米与三七相比，玉米需强光，三七需弱光，故光饱和度高的曲线为玉米．据曲线图可知，当光照强度为c时，两曲线相交，故净光合作用相等；但由于玉米呼吸速率大于三七，故有机物合成速率玉米大于三七．

解答： 解：（1）该实验装置测量种子有氧呼吸时消耗的氧气量，带色油滴移动的方向为向左移动，主要原因是种子有氧呼吸消耗了氧气，生成了二氧化碳，其中的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，所以锥形瓶内的气体总量减少，气压降低．
（2）为减小因物理因素造成的误差，应设置相应的对照组．对照组设置应符合单一变量原则，用等量的死种子代替实验组的活种子，其他设置同实验组．
（3）将实验记录的数据转化为标准状况下的数据后，某时刻实验组瓶内气体的体积变化为-5.4mL，对照组瓶内气体的体积变化为+0.2mL，故消耗的氧气为5.4mL+0.2mL=5.6mL，由有氧呼吸中氧气和葡萄糖的比例为6：1．故有氧呼吸过程中消耗葡萄糖总量为（5.6×10^-3）÷22.4×

1

6

×180=7.5×10^-3 g．
（4）玉米与三七相比，玉米需强光，三七需弱光．据曲线图可知，当光照强度为c时，两曲线相交，故净光合作用相等；又由于二者呼吸速率玉米大于三七，故有机物合成速率玉米大于三七．
（5）将玉米苗在含有¹⁴CO₂空气的环境中培养，玉米苗利用¹⁴CO2通过光合作用合成含¹⁴C的糖类或氨基酸，羊摄食含⁴C的糖类后经呼吸作用分解为含¹⁴C的丙酮酸，丙酮酸经转氨基作用形成含¹⁴C的丙氨酸，羊也可以从玉米苗种直接获得含¹⁴C的丙氨酸．
丙氨酸分子的去路有：①丙氨酸在羊体内被合成蛋白质或经转氨基作用形成含⁴C的其他非必需氨基酸；
②丙氨酸在羊体内被脱去氨基形成丙酮酸，丙酮酸可以氧化分解释放能量或合成糖、脂肪，而含氮部分转变为尿素．
③丙氨酸的代谢终产物有尿素、二氧化碳和水，二氧化碳通过呼吸作用排出体外，尿素和水可以通过血液循环到达排泄器官而排出体外．
故答案为：
（1）向左  种子有氧呼吸消耗了氧气，生成了二氧化碳，其中的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，所以锥形瓶内的气体总量减少，气压降低．
（2）用等量的死种子代替实验组的活种子
（3）7.5×10^-3
（4）=＞
（5）①玉米苗利用¹⁴CO2通过光合作用合成含¹⁴C的糖类或氨基酸，②羊摄食含¹⁴C的糖类后经呼吸作用分解为含¹⁴C的丙酮酸，丙酮酸经转氨基作用形成含¹⁴C的丙氨酸，羊也可以从玉米苗种直接获得含¹⁴C的丙氨酸．
丙氨酸分子的去路：①丙氨酸在羊体内被合成蛋白质或经转氨基作用形成含¹⁴C的其他非必需氨基酸；
②丙氨酸在羊体内被脱去氨基形成丙酮酸，丙酮酸可以氧化分解释放能量或合成糖、脂肪，而含氮部分转变为尿素．
③丙氨酸的代谢终产物有尿素、二氧化碳和水，二氧化碳通过呼吸作用排出体外，尿素和水可以通过血液循环到达排泄器官而排出体外

点评：本题结合实验考查了光合作用和呼吸作用的过程及影响因素，意在考查学生的理解和综合应用能力，试题难度中等．