Question

【題目】某科研小組進行了細胞代謝的相關實驗。小組成員將某植株幼苗放在溫度適宜的圖1裝置內，測定其在黑暗和適宜光照條件下裝置內氧氣量的變化，結果如圖2所示，實驗過程中呼吸強度保持不變。請據(jù)圖回答：

（1）圖2中a點后的短時間內，葉肉細胞中C5的量將會__________。ab段曲線上升逐漸減緩，光合速率逐漸_______，原因是____________________________________。

（2）由實驗結果分析可知，植株幼苗在5～15分鐘平均產(chǎn)氧量為______mol/h。

（3）實驗中科研人員給幼苗提供了18O2，結果在玻璃罩內可檢測到C18O2，其產(chǎn)生的途徑是___________。

（4）科研人員想用圖1裝置來驗證Mg元素是植物必需的礦質元素，需要增加一個裝置，做法是將水槽中的完全培養(yǎng)液替換成_____________________，其他條件與圖1裝置相同，適宜條件下培養(yǎng)一段時間，觀察植株的生長情況。

Answer 1

【答案】增多 降低（減�。� 植株幼苗在適宜光照條件下，光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使玻璃罩內的CO2濃度不斷降低，影響了光合作用的暗反應，光合速率也隨之降低 3．6×10-6 18O2（有氧呼吸第三階段）→H218O（有氧呼吸第二階段）→C18O2 等量的缺少Mg元素的完全培養(yǎng)液

【解析】

據(jù)圖2在0～5min之間，容器處于黑暗條件下，此時植物只進行呼吸作用，因此氧氣的減少量可表示呼吸作用消耗量，同時也可以計算出呼吸速率；5min之后，給予光照，此時植物同時進行光合作用和呼吸作用，因此氧氣的變化量可以表示凈光合作用量。

（1）據(jù)圖2分析，圖2中a點后，給予光照條件，光反應產(chǎn)生ATP和[H]，C3被還原生成C5速率增加，故短時間內葉肉細胞中C5的量將會增多。由于植株幼苗在適宜光照條件下，光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使玻璃罩內的CO2濃度不斷降低，影響了光合作用的暗反應，光合速率也隨之降低，故ab段曲線上升逐漸減緩，光合速率逐漸降低（減�。�。

（2）由實驗結果分析可知，細胞呼吸速率為：（5-4）÷5×60×10-7=1．2×10-6mol/h，植株幼苗在5～15分鐘凈光合速率為：（8-4）÷10×60×10-7=2．4×10-6mol/h，故植株幼苗在5～15分鐘平均產(chǎn)氧量為1．2×10-6+2．4×10-6=3．6×10-6mol/h。

（3）有氧呼吸第三階段，[H]與18O2結合生成H218O，有氧呼吸第二階段H218O與丙酮酸徹底分解產(chǎn)生C18O2。

（4）用圖1裝置來驗證Mg元素是植物必需的礦質元素，需要增加一個裝置，做法是將水槽中的完全培養(yǎng)液替換成等量的缺少Mg元素的完全培養(yǎng)液，其他條件與圖1裝置相同，適宜條件下培養(yǎng)一段時間，觀察植株的生長狀況。