Question

【題目】小麥是中國最重要的糧食作物之一，某科研人員將小麥植株放在溫度適宜且恒定的密閉容器內，在不同的光照條件下，測定該容器內氧氣量的變化，實驗結果如圖所示。請分析回答：

（1）小麥在光下進行有氧呼吸的過程中，放出的能量大部分_______。若要研究小麥光合作用過程中產生的淀粉中的碳元素是否來自光合作用過程中吸收的C02，可利用____________技術。

（2）B點時，葉肉細胞的光合作用速率___________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率，原因是_________________________________。

（3）實驗結果表明在515min內，該容器內氧氣量增加的速率逐漸減小，這是因為_______________。研究還發現，同一小麥植株的底部葉片呼吸作用強度比頂部葉片弱，其內部原因最可能是_____________。

Answer 1

【答案】 以熱能形式散失 同位素示蹤 大于 B點時容器內氧氣量不再發生變化，說明葉肉細胞光合作用產生的氧氣量與整個植株的所有細胞呼吸作用消耗的氧氣量相等，所以葉肉細胞的光合作用速率大于呼吸作用速率 光合作用使密閉容器內的C02濃度逐漸減少，光合作用速率逐漸下降，與呼吸作用的差值逐漸減小，氧氣量增加速率減小 底部葉片衰老，與呼吸有關的酶活性降低

【解析】試題分析：由題圖曲線分析，由于該曲線的縱軸表示密閉容器中氧氣量的變化，密閉容器中細胞呼吸使氧氣量減少，光合作用使氧氣量增加，所以密閉容器中氧氣變化是光合作用和細胞呼吸作用的共同結果。由曲線可知，0-5分鐘是黑暗條件，細胞不能進行光合作用，因此密閉容器中氧氣減少是細胞呼吸的結果；5-15分鐘密閉容器中氧氣增加，說明光合作用強度大于呼吸作用強度；15分鐘之后，密閉容器中氧氣含量不變，說明光合作用與呼吸作用強度相等。

（1）根據“1moL葡萄糖在有氧呼吸過程釋放總能量為2780KJ,其中只有1161KJ用于合成ATP，其余都以熱能的形式散失”可知，小麥在光下進行有氧呼吸的過程中，放出的能量大部分以熱能形式散失。若要研究小麥光合作用過程中淀粉中C是否來源于原料CO2中的碳，可以選用14CO2作為原料，通過測定小麥產生的淀粉中的碳元素是否14C，稱這樣的技術為同位素示蹤技術。

(2)B點時，密閉容器中氧氣含量不變，說明整株小麥光合作用產生的氧氣與呼吸作用消耗的氧氣相等，即整株小麥光合作用速率與呼吸作用速率相等。由于小麥植株上存在大量不能進行光合作用但能進行呼吸作用的細胞，所以像葉肉細胞這樣能進行光合作用的細胞，其光合作用速率一定大于其呼吸作用速率。

(3)由題圖可知，5-15min內，由于光合作用消耗二氧化碳，密閉容器中二氧化碳濃度逐漸降低，光合作用速率逐漸下降，與呼吸作用的差值逐漸減小，所以容器內氧氣量增加的速率逐漸減小。同一小麥植株的底部葉片呼吸作用強度比頂部葉片弱，其內部原因最可是小麥底部細胞衰老，呼吸酶活性降低。