Question

【題目】生物興趣小組對某植物開展了一系列的生理學研究：

(1)將植物種子放置在光照條件下，給予5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的溫度處理，種子的萌發率分別為0、32.5%、91.5%、94%、97.5%、39%；而在黑暗條件下，萌發率分別為0、0.5%、1.0%、0.5%、1.0%、0.5%，據此實驗可知，戶外播種時應選擇________(填“厚”或“薄”)沙土覆蓋在該植物種子上。若想進一步探究種子的最適萌發溫度，應選擇的溫度范圍為________。

(2)若用培養液培養植物，要定時更換培養液，目的是避免根進行________產生酒精毒害根細胞，影響根通過________方式吸收無機鹽。

(3)探究不同光照強度對植物釋放氣體的影響，結果如下圖。當光照強度為4klx時，植物產生的O2量為________mol·m－2·h－1，此時若適當提高環境中的CO2 濃度，保持光合速率不變，則應該________(填“增加”或“降低”)光照強度。光照強度直接影響光合作用的光反應階段，從而為暗反應提供________。若將實驗中的自然光改為綠光，短時間內C3 和C5的變化將是____________________。

Answer 1

【答案】 薄 20℃～30℃ 無氧呼吸 主動運輸 4 降低 [H]和ATP C3含量增加，C5含量減少

【解析】試題分析：本題以設計實驗和柱形圖為背景，綜合考查了光合作用的基本過程、影響光合作用的因素、物質跨膜運輸、細胞呼吸等知識。通過（1）中的對照實驗可得出有利于種子萌發的條件和最適溫度范圍；通過提取（3）圖形分析可知，光照強度為0時，植物細胞呼吸釋放的CO2量，因此可推算出光照強度為4klx時植物的光合作用釋放的O2量。

（1）薄沙土比厚沙土透光性強；由實驗結果可知，種子在光照條件下的萌發率顯著高于黑暗條件，這說明戶外播種時應選擇薄沙土覆蓋在該植物種子上。光照條件下，20℃、25℃、30℃的種子萌發率分別是94%、97.5%、39%，這說明種子萌發的最適溫度在25℃左右，因此若想進一步探究種子的最適萌發溫度，應選擇的溫度范圍為20℃～30℃。

（2）有氧呼吸產生的能量遠多于無氧呼吸，主動運輸需要消耗能量。定時更換培養液可增加培養液的氧含量，避免根進行無氧呼吸產生酒精毒害根細胞，影響根通過主動運輸方式吸收無機鹽。

（3）由圖可知，光照強度為0時，植物通過細胞呼吸釋放的CO2為4 mol·m－2·h－1，也即植物通過細胞呼吸消耗的O2為4 mol·m－2·h－1，當光照強度為4klx時，植物釋放的氣體總量為0，這說明在該光照強度下，植物通過細胞呼吸釋放的CO2量等于通過光合作用消耗的CO2量，植物通過細胞呼吸消耗的O2量等于光合作用產生的O2量，因此在光照強度為4klx時，植物產生的O2量為4 mol·m－2·h－1。此時若適當提高環境中的CO2 濃度，保持光合速率不變，則需降低光合作用強度，則應該降低光照強度。光照強度直接影響光合作用的光反應階段，從而為暗反應提供[H]和ATP。植物光合作用對綠光吸收很少，若將實驗中的自然光改為綠光，短時間內光反應減弱，使得C3被還原的量減少，C5生成減少，所以C3含量增多，C5含量減少。