Question

16．在適宜溫度和一定光照條件下，研究不同濃度的蔗糖對培養(yǎng)4周后某試管苗相關指標的影響，結果見表．請回答下列問題：

品種	蔗糖濃度	葉綠素（μg•g-1）	類胡蘿卜素（μg•g-1）	總葉面積（cm2）	總光合速率（μmL•m-2•s-1）	呼吸速率（μL•m-2•s-1）
張 良 姜	487.70	48.73	42.80	42.80	1.35	0.50
	553.68	62.67	58.03	58.03	1.29	0.66
	655.02	83.31	60.78	60.78	1.16	1.10

（1）據(jù)表分析，隨蔗糖濃度的增加，呼吸速率加快，[H]由細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)（場所）轉(zhuǎn)運到線粒體內(nèi)膜上與O₂結合的速率加快．
（2）其他條件均適宜時，在一定范圍內(nèi)，隨著溫度上升，該植物細胞呼吸和光合作用的速率變化不同，其最可能的原因是催化細胞呼吸的酶與催化光合作用的酶對溫度的敏感度不同．溫度會影響光合作用的光反應和暗反應階段．
（3）如果向培養(yǎng)該植物的溫室內(nèi)通入¹⁴CO₂，光照一定時間（數(shù)分鐘）后殺死該植物，同時提取產(chǎn)物并分析．實驗發(fā)現(xiàn)，短時間內(nèi)CO₂就已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物．如果要探究CO₂轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物是什么，可能的實驗思路是逐漸縮短光照時間，當只檢測到一種含¹⁴C的轉(zhuǎn)化物時，該物質(zhì)即是C0₂轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物．

Answer 1

分析 1、由題意知，該實驗的目的是研究不同濃度的蔗糖對培養(yǎng)4周后某試管苗光合色素的含量、總葉面積、總光合速率、呼吸速率的影響，實驗的自變量是不同濃度的蔗糖溶液，因變量是葉綠素和類胡蘿卜素的含量、葉面積、總光合速率、呼吸速率，溫度和光照強度是無關變量，無關變量應保持一致且適宜．
2、由表格信息可知，隨著蔗糖濃度增大，葉綠素、類胡蘿卜素、總葉面積逐漸增大，總光合速率逐漸減小，呼吸速率逐漸增大．
3、光合作用過程分為光反應和暗反應兩個過程，光反應是在光照條件下，水光解產(chǎn)生氧氣、還原氫，同時合成ATP，暗反應包括二氧化碳固定和三碳化合物還原，二氧化碳固定是二氧化碳與五碳化合物結合形成三碳化合物，三碳化合物還原是三碳化合物被光反應產(chǎn)生的還原氫還原形成有機物和五碳化合物，光反應為暗反應提供還原氫和ATP．
4、酶活性受溫度影響，不同酶的最適宜溫度不同，溫度通過影響酶活性而影響酶促反應的速率．

解答 解：（1）有氧呼吸包括三個階段，第一階段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和還原氫，發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，第二階段是丙酮酸和水反應產(chǎn)生二氧化碳和還原氫，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，第三階段是還原氫與氧氣結合形成水，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，因此有氧呼吸產(chǎn)生還原氫是由有氧呼吸第一、第二階段產(chǎn)生的，分別發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)中．
（2）由于催化光合作用和細胞呼吸的酶對溫度的敏感性不同，因此其他條件均適宜時，在一定范圍內(nèi)，隨著溫度上升，植物細胞呼吸和光合作用的速率變化可能不同；光合作用的光反應和暗反應都需要酶的催化，因此溫度通過影響光反應和暗反應酶的活性而影響光合作用．
（3）暗反應中碳循環(huán)是二氧化碳→三碳化合物→有機物，如果向培養(yǎng)該植物的溫室內(nèi)通入¹⁴CO₂，光照一定時間（數(shù)分鐘）后殺死該植物，同時提取產(chǎn)物并分析．實驗發(fā)現(xiàn)，短時間內(nèi)CO₂就已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物，說明含有放射性二氧化碳已經(jīng)形成多種中間產(chǎn)物、最終有機物，可以通過逐漸縮短光照時間，當只檢測到一種含¹⁴C的轉(zhuǎn)化物時，該物質(zhì)即是C0₂轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物．
故答案為：
（1）細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)
（2）催化細胞呼吸的酶與催化光合作用的酶對溫度的敏感度不同      光反應和暗反應
（3）逐漸縮短光照時間，當只檢測到一種含¹⁴C的轉(zhuǎn)化物時，該物質(zhì)即是C0₂轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物

點評 本題旨在考查學生理解并掌握有氧呼吸、光合作用的物質(zhì)變化過程和場所，溫度對光合作用和細胞呼吸的影響及機理，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡，并利用相關信息進行推理、解答問題，根據(jù)題干信息提出實驗設計的思路或方法．