Question

12．某研究者對某一大豆新品種種子萌發和幼苗生長過程開展研究，首先將大豆種子置于水分、空氣、光照等條件適宜的環境中培養，定期檢測萌發種子的重量變化，結果如圖甲所示．再選取大豆幼苗放在溫室中進行無土栽培實驗，右圖為該幼苗的光合速率、呼吸速率隨溫度變化的曲線圖，請分析回答有關問題．

（1）如圖甲所示，實驗小組在第4天測得的種子吸收的O₂與釋放的CO₂之比為1：3，此時大豆細胞內有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的比值為1：6；6天后種子重量減少的主要原因是細胞呼吸分解了有機物，第10天，大豆的光合速率與呼吸速率大致相當．研究者用含¹⁸O的葡萄糖追蹤根細胞有氧呼吸中的氧原子，其轉移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳．
（2）據圖乙分析，限制AB段 CO₂吸收速率的主要因素是溫度，若白天溫室溫度高于5℃，則白天溫室中CO₂濃度的變化情況是減小，為獲得最大經濟效益，溫室應控制的最低溫度為20℃．
（3）圖乙C點時葉肉細胞產生的 O₂的移動方向是從葉綠體→線粒體和從葉綠體→葉肉細胞外，圖中B、D（填字母）點光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的兩倍．

Answer 1

分析 分析圖甲中：大豆種子在萌發的過程中有氧呼吸的產物是二氧化碳和水，有氧呼吸時消耗1mol葡萄糖需要吸收6mol氧氣，產生6mol二氧化碳；無氧呼吸的產物是酒精和二氧化碳，無氧呼吸消耗1mol葡萄糖產生2mol二氧化碳，根據種子吸收O₂與釋放CO₂的體積比可以計算出種子胚細胞的無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖之比．
分析圖乙中：實驗的自變量為溫度，因變量為某植物在單位時間內CO₂的吸收量或O₂消耗量．其中O₂消耗量可以表示呼吸速率隨溫度變化的曲線；從空氣中吸收的CO₂量表示凈光合速率．因此圖中A點時，從空氣中吸收的CO₂量為0，表示此時該植物的光合作用強度剛好等于呼吸作用強度；超過A點時，光合作用大于呼吸作用，此時光合作用二氧化碳的來源有：線粒體有氧呼吸釋放的二氧化碳、從空氣中吸收的二氧化碳．

解答 解：（1）設無氧呼吸過程消耗的葡萄糖為X，則無氧呼吸產生的二氧化碳為2X，有氧呼吸消耗的葡萄糖為Y，有氧呼吸過程吸收的氧氣為6Y，產生的二氧化碳為6Y，由題意可得關系式：6Y：（6Y+2X）=1：3，解得；X：Y=6：1.6天后種子重量減少的主要原因是細胞呼吸分解了有機物．根據曲線圖，第10天大豆的呼吸速率與光合速率大致相當．用含¹⁸O的葡萄糖追蹤根細胞有氧呼吸中的氧原子，其轉移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳．
（2）圖乙中，限制AB段限制光合作用CO₂吸收速率的主要因素是自變量溫度．據圖分析，白天溫室溫度高于5℃，植物能夠進行光合作用，二氧化碳吸收量大于0，則白天溫室中CO₂濃度減小．圖中的實線表示植物的凈光合速率，虛線表示呼吸速率，高于20℃后實線不再上升，而虛線繼續升高，表明該植物的光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶對溫度的敏感度高，溫室栽培該植物，為獲得最大經濟效益，應控制的最低溫度為20℃．
（3）圖乙C點表示光飽和點，此時光合作用大于呼吸作用，葉肉細胞產生的O₂的移動方向是從葉綠體→線粒體和從葉綠體→葉肉細胞外．B、D點均在橫軸的上方，凈光合速率均大于0，植物光合作用實際制造的有機物大于細胞呼吸消耗的有機物．B點、D點凈光合作用與呼吸作用相等，因此實際光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的兩倍．
故答案為：
（1）1：6  細胞呼吸分解了有機物  10   葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
（2）溫度   減小   20
（3）從葉綠體→線粒體和從葉綠體→葉肉細胞外    B、D

點評 本題的知識點是水的存在形式和作用，細胞吸收水分的方式，光合作用的條件，有氧呼吸與無氧呼吸的關系，分析題圖和題干獲取信息是解題的突破口，對于水的存在形式和作用及有氧呼吸與無氧呼吸關系的應用是解題的關鍵．