Question

分析回答下列細胞呼吸的問題。

（1）細胞呼吸原理在生活和生產中有廣泛的應用，為探究植物體的呼吸作用強度，研究人員進行了如下實驗：下圖是一種測定發芽玉米種子呼吸作用強度的密封裝置（U形刻度管內裝有有色液體，用作檢壓計）。向廣口瓶中一側放入盛有高濃度NaOH溶液的小燒杯，另一側放入發芽玉米種子。將整個裝置置于25 ℃恒溫環境中，打開A、B開關，通入O₂，待U形管兩側液柱平衡后，關閉A、B。一段時間后，U形管兩側液柱出現高度差。

①U形管兩側液柱高度的變化量表示__________________________________________。

②為了保證實驗結果準確嚴密，還需要設計對照實驗，對照組如何設計？______________。

（2）下表是在不同的溫度和不同氧含量的條件下，測定的一定大小的新鮮菠菜葉二氧化碳釋放量（表中為相對值），請分析回答下列問題：

①為了能使實驗數據真實地反映出呼吸強度的變化規律，在實驗時，應特別注意的是什么？__________________________________。

②研究人員在對數據進行分析時，發現在溫度、氧含量分別為_________________的條件下所測數據最可能是錯誤的。

③圖中數據反映出當氧含量從20.0%上升到40.0%時，植物的呼吸強度一般_____________，其原因是__________________________________。

④由表中數據分析，蔬菜長期貯藏的最佳環境條件是_________________，此條件下植物細胞內二氧化碳的產生場所是__________________________________。

⑤分析表中數據，我們可以發現植物呼吸作用強度的變化規律是_________________。

Answer 1

（1）①發芽玉米種子細胞呼吸消耗氧的體積

②廣口瓶內放入煮熟玉米種子，其他裝置不變

（2）①遮光，使葉處于黑暗狀態 ②10 ℃，1.0% ③保持相對穩定 受酶的數量限制（或受線粒體數量的限制） ④溫度為3 ℃，氧含量為3.0%時 細胞質基質、線粒體 ⑤在一定的溫度和氧含量的范圍內，隨溫度和氧含量的增高，呼吸作用強度增大

解析:

（1）小燒杯中放入NaOH溶液用來吸收CO₂，這樣廣口瓶中無CO₂，影響U形管液柱高度變化的只有O₂。該實驗應設置對照排除無關變量的影響，對照組廣口瓶中放置死種子，其他不變。

（2）①實驗中為防止菠菜葉片光合作用的干擾，應在無光條件下進行。

②在所列數據中，溫度為10 ℃，氧含量為1.0%的數據可能是錯誤的。因為在O₂濃度從0.1%→1.0%的變化中，其他溫度條件下CO₂釋放量是減少的，只有10 ℃是增大的。也可以從O₂含量為0.1%、3.0%、10.0%、20.0%、40.0%所對應的溫度從3 ℃→20 ℃，CO₂釋放量都是增大的，只有1.0%與10 ℃對應的CO₂釋放量除外。

③氧含量從20.0%到40.0%時，CO₂釋放量基本不變，外因是充足的，影響因素只能從內因分析，如酶的數量、線粒體的數量。

④蔬菜貯藏的最佳條件是分解有機物最少的條件，也就是CO₂釋放量最少，從表中看出這一條件是溫度3 ℃、氧含量為3.0%，此時無氧呼吸受抑制，有氧呼吸還沒有快速啟動，二者都很微弱。產生的CO₂來自無氧呼吸的場所（細胞質基質）和有氧呼吸的場所（線粒體）。

⑤從表中看出在溫度從3 ℃→30 ℃范圍內，隨溫度的升高，CO₂釋放量增多（氧含量為1.0%是從3 ℃→20 ℃）；在氧含量從3.0%→20.0%范圍內，隨氧含量升高，CO₂釋放量也增多。