Question

为研究根系低氧环境对网纹甜瓜生长和果实品质的影响，科技工作者进行了如下实验．
①选择生长健壮的甜瓜幼苗，随机分为A、B、C三组，进行无土栽培．
②A、B、C三组根系供氧浓度分别为21%、10%、5%，其它栽培条件都相同．
③持续供氧处理后的10天、20天、30天，测定各组根系的呼吸作用速率、根细胞苹果酸脱氢酶（有氧呼吸有关的酶）活性、乙醇脱氢酶（无氧呼吸有关的酶）活性、叶片光合作用速率等生理指标，部分结果如图．回答下列问题：

（1）用SP-2溶氧测定仪可精确测定溶液中溶解氧的变化值．如要利用SP-2溶氧测定仪测量叶片光合速率，可将叶片剪成1×1cm²后沉入缓冲液中，在一定的光照和温度条件下，测得缓冲液中溶解氧的单位时间增加值即为叶片的

 

速率，若要获得叶片的真光合速率，要先测量叶片的

 

速率，具体做法是要在一定温度和

 

条件下测量缓冲液中溶解氧的减少值．为排除叶片组织中原有气体对实验结果的影响，叶片要先进行

 

处理．
（2）图甲表示利用SP-2溶氧测定仪测得根系呼吸速率的果．图乙表示植株根细胞内乙醇脱氢酶的活性变化，该酶所催化的反应行的场所是

 

．结合图甲、乙分析，在低氧环境，根系两种呼吸类型的细胞速率变化是

 

，实验中还测量30天后各组植株的干重和果实含糖量变化，发现10%、5%低氧处理植株的干重显著低于对照组，原因是

 

．从而使光合作用固定的有机物减少．
（3）幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO₂供应，短时间内叶绿体中C₅和ATP含量的变化分别为

 

、

 

．大田种植甜瓜时，“正其行，通其风”的只要目的是通过

 

提高光合作用强度以增加产量．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：分析甲图：不同氧浓度条件下，呼吸速率随时间的变化，且在一定范围内，随着氧浓度的增大，呼吸速率加快；
分析乙图：不同氧浓度条件下，乙醇脱氢酶活性随着时间的变化，且在一定范围内，随着氧浓度的增大，乙醇脱氢酶活性降低．

解答： 解：（1）缓冲液中溶解氧是植物光合作用产生氧气与呼吸作用消耗氧气的差值，即缓冲液中溶解氧的单位时间增加值即为叶片的净光合速率．叶片净光合速率=叶片真光合速率-呼吸速率．要获得叶片的真光合速率，要先测量叶片的呼吸作用速率，即在黑暗条件下，测量缓冲液中溶解氧的减少值．为排除叶片组织中原有气体对实验结果的影响，要先除去叶片内的气体．
（2）细胞无氧呼吸的场所在细胞质基质中．在低氧环境，由于氧气不足，根细胞的有氧呼吸受抑制，而无氧呼吸加强．低氧条件下，根系呼吸速率下降，释放的能量减少，细胞主动运输吸收的无机盐受影响，从而使光合作用固定的有机物减少．
（3）幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO₂供应，二氧化碳的固定停止，C₅不再消耗，但光反应正常进行，C₃继续还原成C₅，故短时间内叶绿体中C₅升高（或增加）；突然停止CO₂供应，二氧化碳的固定停止，C₃不再形成，C₃的还原减少，消耗的ATP减少，而光反应产生的ATP不变，故ATP含量升高（或增加）．大田种植甜瓜时，“正其行，通其风”的只要目的是通过增加CO₂浓度提高光合作用强度以增加产量．
故答案为：
（1）净光合作用         呼吸作用              黑暗         真空抽气（除去叶片内气体）
（2）细胞质基质     有氧呼吸受抑制、无氧呼吸加强         根系呼吸速率下降，影响根对水和无机盐的吸收
（3）升高（或增加）     升高（或增加）       增加CO₂浓度

点评：本题意在考查学生对图形的分析和理解能力．光合作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．要注意，对于绿色植物来说，在有光的条件下可以进行光合作用，也可以进行细胞呼吸，在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究细胞呼吸与光合作用的关系．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．