Question

12．如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度．该装置放在20℃环境中．实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X．30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置．据此实验回答下列问题
（1）以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是0.8mL/h．
（2）用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率要低，原因是细胞呼吸作用要消耗一部分氧气．
（3）如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处．在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，才能使水滴维持在X的位置上．比较两个实验可以得出什么结论在光照充足的条件下，提高温度可以提高光合作用的速率．
但某同学认为有不合理之处，温度上升后，装置内气体增加可能是由于实验瓶中气体受热膨胀所致，若要消除实验数据误差，该如何设计对照组？将温度从20^OC，提升到30^OC，针筒容量需要调制0.8mL读数，说明产生的气体增多，光合作用速率增大，即在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率．．

Answer 1

分析 本试验装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶中的二氧化碳浓度，因此实验装置测得的气体变化量表示氧气量．此值为表观光合作用速率（即净光合速率）．影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳的浓度等．如题中的凡士林会阻塞气孔，导致二氧化碳的吸收量减少．

解答 解：（1）光合速率（photosyntheticrate）是指光合作用的固定二氧化碳（或产生氧）的速度．光合速率测定：以单位时间、单位光合机构（干重、面积或叶绿素）固定的CO2或释放的O2或积累的干物质的数量（例如?；molCO2/m2•s叫）来表示．光照条件下，由于光合作用吸收的二氧化碳由缓冲液补充，同时释放的出的氧气导致密闭装置内的气体压强增大，若是水滴X不移动，其针筒中单位时间内的氧气容量的增加就代表表观光合速率的大小，由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合速率是（0.6-0.2）×2=0.8（mL/h）
（2）比实际的光合速率要低，是由于细胞呼吸作用要消耗一部分氧气，
（3）如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处．在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，才能使水滴维持在X的位置上．比较两个实验可以得出在光照充足的条件下，提高温度可以提高光合作用的速率结论．但某同学认为有不合理之处，温度上升后，装置内气体增加可能是由于实验瓶中气体受热膨胀所致，若要消除实验数据误差，应该将温度从20℃，提升到30℃，针筒容量需要调制0.8mL读数，说明产生的气体增多，光合作用速率增大，即在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率．
故答案为：（1）0.8
（2）细胞呼吸作用要消耗一部分氧气
（3）在光照充足的条件下，提高温度可以提高光合作用的速率；将温度从20^OC，提升到30^OC，针筒容量需要调制0.8mL读数，说明产生的气体增多，光合作用速率增大，即在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率．

点评 本题考查学生对探究光作用的条件、原料和产物方法掌握情况，考查学生的实验探究能力．