Question

14．請回答下列有關(guān)呼吸作用和光合作用的有關(guān)問題：
Ⅰ、線粒體是有氧呼吸的主要場所，科學(xué)家在研究線粒體組分時，首先將線粒體放在低滲溶液中獲得漲破的外膜，經(jīng)離心后將外膜與線粒體內(nèi)膜包裹的基質(zhì)分開．再用超聲波破壞線粒體內(nèi)膜，破裂的內(nèi)膜自動閉合成小泡，然后用尿素處理這些小泡，實驗結(jié)果如圖1所示．請分析回答：

（1）將線粒體放入低滲溶液中，外膜漲破的原理是滲透作用．用差速離心方法能將外膜與內(nèi)膜及其它結(jié)構(gòu)分開．線粒體基質(zhì)中可能含有abef（填字母）．
a．DNA  b．丙酮酸  c．葡萄糖  d．染色質(zhì)  e．核苷酸  f．RNA聚合酶
（2）研究發(fā)現(xiàn)，在適宜成分溶液中，線粒體含F(xiàn)₀-F₁內(nèi)膜小泡能完成有氧呼吸第三階段的反應(yīng)，其反應(yīng)式為24[H]+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+大量能量．
Ⅱ、現(xiàn)有一個圖2所示的裝置，A是活塞，B是玻璃罩，C是某植物，D是碳酸氫鈉溶液，E是紅色水滴，F(xiàn)是帶刻度尺的水平玻璃管，小明同學(xué)將上述裝置放在光照、溫度處于嚴(yán)格的最適狀態(tài)，24小時后讀取讀數(shù)．裝置紅色液滴對應(yīng)的初始刻度為0，實驗結(jié)束后的讀數(shù)記為X，零刻度右側(cè)記為正值，零刻度左側(cè)記為負值．請回答下列問題：
（1）如果小明同學(xué)要利用該裝置測該條件下植物的凈光合速率與真光合速率的變化情況，還應(yīng)做如下改動和添加相關(guān)裝置（注：真光合速率=凈光合速率+呼吸速率）．
①還要測出該條件下植物的呼吸速率，應(yīng)將裝置置于黑暗中，且該裝置中D里的溶液應(yīng)改為氫氧化鈉溶液．
②為了平衡無關(guān)變量的影響，減小實驗誤差，還需添加一個相同裝置，但該裝置中的C應(yīng)改為死亡的同樣大小的植物．
（2）小明同學(xué)將他測量呼吸速率裝置的讀數(shù)記為Y，對照組的讀數(shù)記為Z．則選用X、Y、Z來表示該植物的真光合作用速率應(yīng)該為X-Y每天，凈光合速率應(yīng)為X-Z每天．

Answer 1

分析 1、有氧呼吸分為三個階段：第一階段，在細胞質(zhì)基質(zhì)，葡萄糖分解為丙酮酸和[H]，釋放少量能量；第二階段，在線粒體基質(zhì)，丙酮酸分解為二氧化碳和[H]，釋放少量能量；第三階段，前兩個階段產(chǎn)生的[H]與氧氣結(jié)合生成水，產(chǎn)生大量的能量．
2、光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存著能量的有機物，并釋放出氧氣的過程．光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物．

解答 解：I（1）滲透作用原理是當(dāng)細胞液濃度低于外界溶液濃度時，細胞會持續(xù)不斷的吸水；當(dāng)細胞液濃度高于細胞液濃度時，細胞失水皺縮；根據(jù)外膜與內(nèi)膜包裹的基質(zhì)的大小、密度、質(zhì)量等不同，可以利用差速離心的方法將它們分開；線粒體基質(zhì)是進行有氧呼吸的主要場所，同時還有DNA，所以線粒體基質(zhì)中可能含有丙酮酸、產(chǎn)生ATP、核苷酸和氨基酸及RNA聚合酶等．
（2）有氧呼吸第三階段是前兩階段產(chǎn)生的[H]與O₂結(jié)合生成水，釋放大量能量的過程．其反應(yīng)式為：24[H]+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+大量能量．
 II（1）①測呼吸速率需要把添加一個相同裝置用于測量呼吸量，置于黑暗中，且該裝置中D里的溶液為氫氧化鈉．
②為排除無關(guān)變量對實驗的干擾，需要把該裝置中的C應(yīng)該為已經(jīng)死亡的同樣大小的植物．
（2）裝置紅色液滴對應(yīng)的初始刻度為0，實驗結(jié)束后的讀數(shù)記為X，小明同學(xué)將他測量呼吸速率裝置的讀數(shù)記為Y，對照組的讀數(shù)記為Z．則凈光合速率應(yīng)為X-Z每天，呼吸速率為Z-Y每天，因此該植物的真光合作用速率應(yīng)該為凈光合速率+呼吸速率=X-Z+Z-Y=X-Y每天．
故答案為：
 I（1）滲透作用   差速離心 abef
（2）三        24[H]+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+大量能量
 II（1）①氫氧化鈉溶液②死亡的同樣大小的植物
（2）X-Y    X-Z

點評 本題考查有氧呼吸過程中的物質(zhì)變化、線粒體結(jié)構(gòu)和植物凈光合速率與真光合速率測定的相關(guān)知識，意在考查考生從圖中獲取有效信息，并運用這些信息結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)生物學(xué)問題的能力和運用所學(xué)知識，通過分析與綜合等方法進行解釋、推理，做出合理判斷的能力．