Question

在人工智能温室中对番茄进行无土栽培，可大幅度提高番茄产量。请回答下列问题：

（1）番茄细胞以_____________的方式从培养液中吸收Mg²⁺，该离子可用于叶绿体中________的合成。

（2）若培养液中缺氧，可通过影响根细胞的___________进而影响植物对无机盐离子的吸收。根细胞对不同无机盐离子的吸收存在差异，这与细胞膜上__________有关。

（3）实验发现，番茄种子在萌发的早期阶段CO₂的释放量比O₂的吸收量高3.4倍。对这一现象最合理的解释是________________________。

（4）若培养液中含¹⁸O的水占10%，在适宜条件下用该培养液对番茄幼苗进行暗培养，一段时间后在幼苗周围的空气中出现放射性。空气中含¹⁸O的物质有水蒸气和________，后者产生于细胞的_________中。

Answer

（1）主动运输；叶绿素

（2）有氧呼吸（呼吸作用）；载体的种类和数量

（3）番茄种子同时存在无氧呼吸和有氧呼吸，且无氧呼吸产生的CO2量高于有氧呼吸

（4）CO2；线粒体基质（有氧呼吸第二阶段）

【解析】

试题分析：

（1）番茄细胞以主动运输的方式从培养液中吸收Mg2+，该离子可用于叶绿体中叶绿素的合成。

（2）根细胞以主动运输的方式吸收无机盐离子，需载体蛋白的协助，需要消耗能量，能量主要来自根细胞的有氧呼吸，而有氧呼吸需要O2的参与。因此，若培养液中缺氧，可通过影响根细胞的有氧呼吸进而影响植物对无机盐离子的吸收。载体蛋白有特异性，所以根细胞对不同无机盐离子的吸收存在差异，这与细胞膜上载体的种类和数量有关。

（3）植物细胞在有氧呼吸的过程中，每消耗1mol的葡萄糖就会消耗6molO2，同时释放6molCO2；在进行无氧呼吸时，每消耗1mol的葡萄糖，会产生2mol CO2，同时产生2mol C2H5OH，但不消耗O2。若番茄种子在萌发的早期阶段CO2的释放量比O2的吸收量高3.4倍，说明番茄种子同时存在无氧呼吸和有氧呼吸，且无氧呼吸产生的CO2量高于有氧呼吸。

（4）若培养液中含18O的水占10%，在适宜条件下用该培养液对番茄幼苗进行暗培养，培养液中含18O的水，被细胞吸收后，可通过蒸腾作用以水蒸气的形式散失到空气中，也可以被运往线粒体，在线粒体基质中参与有氧呼吸的第二阶段，与丙酮酸一起被彻底分解生成CO2和[H]，释放少量的能量。因此，一段时间后在幼苗周围的空气中含18O的物质有水蒸气和CO2，后者产生于细胞的线粒体基质中。

考点：本题考查物质跨膜运输的方式、呼吸作用、无机盐的功能的相关知识，意在考查学生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力。