Question

10．图1表示某植物叶肉细胞中两个重要的生理过程，图2为某生物兴趣小组研究有关光合作用和细胞呼吸的实验装置，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表．

容器	植物	部位	光质（光照强度 相同且适宜）	温度 （℃）	两侧水柱高 度差（mL/4h）
1	天竺葵	叶	红	25	240
2	天竺葵	叶	黄	25	30
3	紫罗兰	叶	红	25	160
4	紫罗兰	叶	黄	25	20

请回答下列问题：
（1）图1中I为氧气，在甲中[H]参与的具体过程是三碳化合物的还原．
（2）图1甲和乙中[H]是否是同一种物质？否 （填“是”或“否”）．乙中[H]的来源场所分别是细胞质基质和线粒体基质．
（3）生物兴趣小组利用图2进行的实验中自变量是植物的种类和光质．在该实验中左侧液面均高于右侧，其原因是光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量（光合速率大于呼吸速率），利用该高度差可以计算出植物的净光合速率，利用容器1中数据可以计算出该速率为15 mL/h．
（4）为了使测定的数据更客观准确，应对实验结果进行校正（排除非生物因素对实验结   果的影响），设置对照实验，对照实验装置与图2装置的不同处理是将植物换成相同的死植物．

Answer 1

分析 根据图1中物质变化，可推知：Ⅰ为氧气，Ⅱ、Ⅲ为二氧化碳，①为光反应阶段，②为暗反应阶段，③为有氧呼吸的第三阶段，④为有氧呼吸的第一二阶段．在甲中[H]参与的具体过程是三碳化合物的还原．
分析实验装置图2：装置中两侧水柱高度差可以表示装置内气体的变化量．当研究植物光合速率时，装置的烧杯中放置CO₂的缓冲液，以保证二氧化碳浓度保持相对稳定，因此装置中的气体变化主要是产生的氧气量；又由于植物既进行光合作用，又进行呼吸作用，因此氧气的变化量只能表示净光合速率．

解答 解：（1）根据图1中物质变化，可推知：Ⅰ为氧气，Ⅱ、Ⅲ为二氧化碳，①为光反应阶段，②为暗反应阶段，③为有氧呼吸的第三阶段，④为有氧呼吸的第一二阶段．在甲中[H]参与的具体过程是三碳化合物的还原．
（2）图1甲为光反应阶段产生的[H]和乙中[H]是呼吸作用产生的[H]，两者不是同一种物质．乙中[H]的来源于有氧呼吸的第一和第二阶段，场所分别是细胞质基质和线粒体基质．
（3）分析表格可知，该实验的自变量是植物的种类和光质．U型管两侧的高等差是由于光合作用释放氧气大于呼吸作用消耗的氧气量引起，左侧液面升高，右侧液面降低；利用该高度差可以计算出植物的净光合速率，两侧水柱高度差240mL/8h，氧气释放量为120mL/8h，因此植物的净光合作用速率是$\frac{120}{8}$=15mL/h．
（4）除了控制环境相同外，实验可再设置将植物换成相同的死植物的对照装置，其目的是用于消除因非生物因素（或物理因素）引起的气体体积变化，从而使测得的数值更精确．
故答案为：
（1）氧气   三碳化合物的还原
（2）否    细胞质基质和线粒体基质
（3）植物的种类和光质   光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量（光合速率大于呼吸速率）  净光合    15
（4）将植物换成相同的死植物

点评 本题的知识点是植物种类和光质对光合作用的影响，主要考查学生分析实验结果，评价实验设计思路的能力和对实验进行进一步探究的能力．