内容正文:
课题应用1 以种子和果实为情境的物质变化
“跨界”融会知能
(一)种子成熟过程中物质变化
1.水的变化:水的含量先增加后减少,自由水的比例逐渐减少,细胞呼吸强度减弱。
2.有机物的变化
模型图解
模型解读
种子成熟过程中,有机物逐渐积累,可溶性糖最终转化为淀粉(小麦、玉米等)、蛋白质(大豆等)、脂肪(花生、油菜等)
3.植物激素含量变化:一般情况下,赤霉素和生长素含量下降,脱落酸含量增加。
(二)种子萌发过程中物质变化
1.水的变化(鲜重)
模型图解
模型解读
种子萌发过程中,水分含量逐渐上升,细胞呼吸强度增强。在胚根长出之前,种子通过吸胀作用的吸水,之后是通过渗透作用吸水
2.有机物的变化
模型图解
(1)有机物种类增加:因为细胞呼吸会产生许多中间产物。
(2)有机物的质量(干重)
①一般情况下,有机物先减少后增多,真叶长出之前由于细胞呼吸要消耗大量有机物,而此时无法进行光合作用,所以只有有机物的消耗;在长出真叶之后,由于可以进行光合作用制造有机物,光合作用强度逐渐大于细胞呼吸强度,因此有机物的量会逐渐上升。
②但也有先增多后减少再增多的情况,如油菜种子(储能物质为脂肪)萌发。干重增加主要是因为脂肪水解成甘油和脂肪酸进而转化成葡萄糖过程中需要H2O,从元素的角度看主要增加的是O元素
3.植物激素含量变化
一般情况下,赤霉素含量增加,脱落酸含量下降。
(三)果实成熟过程中物质变化
果实变甜
主要是淀粉转变为可溶性糖
酸味下降
主要是果肉细胞的液泡中的有机酸被氧化分解为CO2和水,或转变为糖,所以酸味下降,甜味增加
果实变软
主要是由于果肉细胞壁中层的果胶质变为可溶性的果胶,果肉细胞相互分离。此外,果肉细胞中的淀粉粒消失也是果实变软的一个原因
色泽变艳
随着果实的成熟,果皮中的叶绿素逐步被破坏,而稳定的类胡萝卜素的颜色就显现出来。如果有花青素的形成,果实就呈现出红色或红黄色
“情境”实践应用
1.(2019·全国卷Ⅲ)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A.有机物总量减少,呼吸强度增强 B.有机物总量增加,呼吸强度增强
C.有机物总量减少,呼吸强度减弱 D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
解析:选A 正常情况下,干种子吸水萌发时,自由水含量不断增加,细胞代谢作用增强,呼吸强度增强,有机物不断分解;当幼苗开始进行光合作用时,有机物总量会逐渐增加。根据题干中的“黑暗中”“黄化苗”可知,其不能进行光合作用合成有机物,所以有机物总量减少。
2.(2021·湖南高考)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库储藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,储藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
解析:选B 南方稻区早稻浸种后催芽过程中,“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气,A正确;种子无氧呼吸会产生酒精,因此,农作物种子入库储藏时,在低氧和零上低温条件下保存,储藏寿命会显著延长,B错误;油料作物种子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C正确;柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失减少,氧气浓度降低,从而降低了呼吸速率,低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件,D正确。
3.在种子萌发和成熟过程中,种子的内部都会发生剧烈的物质变化。下列对种子内部发生的物质变化的描述,不正确的是( )
A.在种子萌发过程中自由水和结合水的比值增大,种子的呼吸加强,代谢加快
B.在种子成熟过程中自由水和结合水的比值降低,种子的呼吸逐渐减弱,代谢减慢
C.在种子萌发过程中种子的干重减小,酶的活性增强,物质的转化加快,有机物的种类减少
D.在油料种子成熟过程中种子的干重增加,糖类物质减少,脂肪的含量增加
解析:选C 在种子萌发过程中自由水和结合水的比值增大,酶的活性增强,物质的转化加快,种子呼吸增强,代谢加快,干重减小,有机物的种类增加,A正确,C错误;在种子成熟过程中自由水和结合水的比值降低,种子的呼吸逐渐减弱,代谢减慢,水分减少,干重增加,在油料种子成熟过程中,糖类物质减少,脂肪的含量增加,B、D正确。
4.如图为豌豆种子萌发时吸水和呼吸的变化(呼吸熵RQ:生物体在同一时间内,释放二氧化碳与吸收氧气的体