Question

20．图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示．

（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置．实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的左侧（左、右）侧．
（2）对叶片来说，光照强度为2.5千勒克斯时对应图丙中存在的箭头有（填字母）c、d．
（3）写出新鲜绿叶光合作用时的能量转变过程光能→ATP中活跃的化学能→（CH₂O）中稳定的化学能．
（4）在图乙中，光照强度为15千勒克斯时，植物1小时光合作用产生的气体量为200毫升（假设随光照的增强，植物体的温度不变）．
（5）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是新鲜叶片改为死叶片其余相同．如果对照组在相同光照情况下，刻度管中的红色液滴向右移了5毫米，其原因可能是环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响．
（6）如果将试管中的CO₂缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是释放的气体与吸收气体量的差值．

Answer 1

分析 试管中叶片既进行呼吸作用也进行光合作用．当呼吸作用强度大于光合作用强度时，氧气减少而二氧化碳增多，但多余的二氧化碳会被缓冲液吸收，所以气体总量减少；当呼吸作用强度小于光合作用强度时，氧气增多而二氧化碳减少，但缓冲液能维持环境中二氧化碳的浓度，所以气体总量增加．而光合作用与呼吸作用强度的高低在题中主要取决于光照强度．

解答 解：（1）观察乙图可以发现，光照强度在0-2.5千勒克斯范围内，光合作用小于呼吸作用强度，因此试管中氧气量不断减少，即试管中的气体总量始终是小于初始气体总量的，所以液体左移，偏在初始位置的左侧．
（2）光照强度为2.5千勒克斯时，气体体积不变，说明呼吸作用强度等于于光合作用强度，此时光合作用只利用呼吸作用产生的二氧化碳之外，光合作用释放的氧气只提供给呼吸作用，丙图中右为线粒体，左为叶绿体，可知箭头只存在c、d．
（3）新鲜绿叶光合作用时，通过光反应，光能转变为ATP中活跃的化学能，通过暗反应ATP中活跃的化学能转变为（CH₂O）中稳定的化学能．
（4）光照强度为15千勒克斯时，气体总量增加了150ml，根据上面的试题分析，这150ml为净光合作用释放的氧气，而叶片的呼吸作用强度一直为50ml/h，可知，实际上光合作用产生了150+50=200ml的氧气．
（5）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是新鲜叶片改为经消毒的死叶片其余相同．如果对照组在相同光照情况下，可能是环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响，刻度管中的红色液滴向右移了5毫米．
（6）若将缓冲液改成水，则对气体的总量不产生影响．则装置中气体量的变化完全取决于呼吸作用和光合作用强度的差值了．
故答案为：
（1）左侧    
（2）c、d 
（3）ATP中活跃的化学能    （CH₂O）中稳定的化学能
（4）200   
（5）新鲜叶片改为死叶片其余相同    环境物理因素 （如温度变化等）对实验的影响       
（6）释放的气体与吸收气体量的差

点评 本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，具有一定的难度，将两种重要代谢作用的关系设计在一个密闭的装置中，同时又用缓冲液来对气体量造成干扰，意在考查考生从材料中获取信息的能力和对知识的理解迁移能力．