Question

（三）回答下列植物呼吸作用和光合作用的问题．
如图一的实验装置用以测定种子萌发时因呼吸作用引起的密闭容器中气体容积的变化．每隔一段时间，调节X管和Y管内的液面至同一水平，并通过Y管上的刻度尺量出气体的容积．容积变化与时间之间关系如下图二所示．
（1）每次测量气体容积前要调整X、Y管的液面至同一水平，目的是

 

；
（2）在6h内气体容积变化的主要原因是

 

；
（3）在种子始终保持活力的情况下，图二曲线在10h以后仍保持稳定，原因是

 

；
呼吸商（RQ=

释放的CO2量(mo/h)

吸收的O2量(mol/h)

）可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标，如图三．
（4）由图三推断，在实验开始时，容器中氧分压大小是

 

（用符号和字母表示）
（5）根据图二的容积变化曲线，推测容器中10小时内种子RQ值的变化趋势，在下面坐标轴上画出RQ变化曲线．（假设呼吸作用底物为葡萄糖）
（6）有人认为该实验不足以证明气体的变化就是由萌发种子引起的，请你对该实验进行改进，改进的具体方法是

 

；
（7）如果采用带叶的幼苗来代替萌发的种子做上述实验，试管应放在

 

环境中，其目的是

 

．
（8）利用上述装置用带叶的幼苗进行光合作用的实验，为提供幼苗光合作用所需的原料，应对实验试剂做怎样的改变？

 

． 改进后，在暗处1小时，测得容器内气体减少了2.24mL，而在光照充足条件下，1小时测得气体增加5.6mL（假定温度是恒定的，光照对呼吸作用的影响忽略不计，气体体积在标准状况下测得）．该植物在光照1小时中合成葡萄糖的量为

 

mg．

Answer 1

考点：细胞呼吸原理在生产和生活中的应用,影响光合作用速率的环境因素

专题：

分析：本题比较综合，图一装置中的KOH溶液可以吸收二氧化碳，因此测得的气体变化就是氧气的消耗量，从而可以判断出呼吸作用的方式．图二在分析的时候注意三个时间段：0～2h、2～10h以及10h以后．呼吸商等于1时，说明吸收的氧气等于释放的二氧化碳，说明只进行有氧呼吸，当进行无氧呼吸时，呼吸商就会大于1．如果用该装置进行光合作用的实验，由于光合作用需要二氧化碳作为原料，因此应将KOH换成NaHCO₃溶液．在计算时，真光合作用=净光合速率+呼吸速率．

解答： 解：（1）X、Y管的液面处于同一水平时两侧的压强才会相等，这样可以确保测出的数据能够真实地反应密闭容器内的气体体积变化，可以减少误差．
（2）X管内的KOH溶液可以吸收CO₂，起始状态容器内含有O₂，可以进行有氧呼吸，消耗O₂释放CO₂，而释放的CO₂被KOH溶液吸收，容器内气体体积减少．
（3）容器内的O₂被消耗尽，种子为获得能量而进行无氧呼吸，无氧呼吸不消耗O₂释放CO₂，而释放的CO₂被KOH溶液吸收，这样容器内气体体积不发生变化．
（4）图三中，氧分压小于C点时，呼吸商大于1，表示此时既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧分压大于等于C点时，呼吸商等于1，表示此时只进行有氧呼吸．而实验开始时，试管中有充足的氧气，进行的是有氧呼吸．
（5）图二中可以看出，在前两小时内，试管中的容积变化是直线下降的，说明此时只进行有氧呼吸，呼吸商为1；但是2小时后，气体容积变化幅度越来越小，说明此时出现无氧呼吸，并且逐渐增强，呼吸商的值也会越来越大．
（6）设计实验时需要遵循对照原则，只有这一组不足以说明容器内气体体积变化是由萌发的种子引起，还可能由环境因素如温度变化引起，为使实验更准确，应该设计对照实验；设计对照实验时，需要考虑实验变量，本实验的变量应该是萌发种子的有无，因此对照实验只需将萌发的种子改为等量煮沸的种子即可．
（7）带叶片的幼苗，在光下能够进行光合作用，干扰实验结果，因此需要对幼苗进行遮光处理，使其只进行呼吸作用，不进行光合作用．
（8）如果要利用该装置进行光合作用实验，由于光合作用需要提供CO₂，因此应将KOH换成NaHCO₃溶液．NaHCO₃溶液不稳定，既能吸收二氧化碳，又能释放二氧化碳．黑暗条件下测得的气体减少是有氧呼吸消耗的氧气的量，光照充足条件下测得气体增加是氧气的净释放量．因此光合作用氧气的总生成量为7.84ml，即为0.35mol，则葡萄糖的生成量为0.058mol，折合成质量=0.058×180=10.5g．
故答案为：（三）（11分）
（1）使密闭容器中气体压强与外界大气压相近，确保数值的精确性
（2）种子有氧呼吸消耗O₂，产生CO₂被KOH吸收
（3）此时种子进行无氧呼吸，产生CO₂被KOH吸收
（4）≥c
（5）作图（1分）
（6）增加对照实验，把萌发的种子改为等量的已死亡（煮熟）的种子，其他处理方法不变；
（7）遮光     使植物只进行呼吸作用，不进行光合作用．
（8）将KOH换成NaHCO₃溶液     10.5 （2分）

点评：本题考查了呼吸作用和光合作用的有关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析、处理，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力．