Question

【題目】某農(nóng)科所工作者對(duì)番茄幼苗的細(xì)胞代謝（光合作用與細(xì)胞呼吸）進(jìn)行了研究。下圖是將番茄幼苗置于溫度適宜且恒定的密閉透明玻璃罩內(nèi)培養(yǎng)，每隔2小時(shí)用氧傳感器測(cè)定玻璃罩內(nèi)O2濃度變化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（1）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只有兩個(gè)小時(shí)是處于黑暗條件下，其他時(shí)間段給予了不同強(qiáng)度的光照。其中處于黑暗的時(shí)間段是_______h。與實(shí)驗(yàn)初始時(shí)相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)幼苗干重的變化是_______mg葡萄糖/dm3（增加用＋，減少用－表示，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)）。

（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中4－6h和8－10h兩個(gè)時(shí)間段，玻璃罩內(nèi)的O2濃度都保持不變，原因是__________。

（3）工作人員進(jìn)行了第二次實(shí)驗(yàn)，在上述實(shí)驗(yàn)的玻璃罩內(nèi)放入一只小鼠，給番茄幼苗提供H218O，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)細(xì)胞出現(xiàn)了含18O的有機(jī)物，分析可能的轉(zhuǎn)化途徑：

上述途徑中的A是____________，B可能是____________。

Answer 1

【答案】0-2 +14．1 光合作用產(chǎn)生的氧氣量和呼吸作用吸收的氧氣量相等（或答光合作用速率和呼吸作用速率相等） 小鼠有氧呼吸（第二階段） 有機(jī)物的水解

【解析】

高等植物進(jìn)行光合作用釋放O2的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用吸收O2，而光合作用釋放的部分或全部O2未出植物體又被呼吸作用利用，這時(shí)在光照下測(cè)定的O2的釋放量稱為表觀光合速率或凈光合速率；

光合作用的過(guò)程：光反應(yīng)階段（場(chǎng)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(chǎng)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(jī)物。

呼吸作用的過(guò)程：有氧呼吸可以分為三個(gè)階段：

第一階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中：1分子葡萄糖被分解為2分子丙酮酸和少量的還原型氫，釋放少量能量；

第二階段：在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行，丙酮酸和水在線粒體基質(zhì)中被徹底分解成二氧化碳和還原型氫；釋放少量能量；

第三階段：在線粒體的內(nèi)膜上，前兩個(gè)階段產(chǎn)生的還原型氫和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成水并釋放大量的能量。

（1）在黑暗條件下，植物只能進(jìn)行呼吸作用，且呼吸作用速率不變，O2以恒定的速率降低從圖中看出應(yīng)該是0-2h；本實(shí)驗(yàn)接受后，容器中的O2含量增加了1.5×10mg，根據(jù)光合作用的反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算，則有機(jī)物的量增加了mg葡萄糖。

（2）容器中O2濃度保持不變，說(shuō)明此時(shí)植物光合作用產(chǎn)生的O2和呼吸作用消耗的O2的值相等，即光合作用產(chǎn)生的氧氣量和呼吸作用吸收的氧氣量相等或光合作用速率和呼吸作用速率相等。

（3）A是有氧呼吸第二階段的反應(yīng)，丙酮酸和水在線粒體基質(zhì)中中分解成CO2和[H]；小鼠是動(dòng)物細(xì)胞，H2O中的放射性轉(zhuǎn)移至有機(jī)物中可能是發(fā)生了B過(guò)程有機(jī)物的水解（例如蛋白質(zhì)水解生成氨基酸）。