Question

植物叶片的光合强度可通过通气法来测定，如图1所示（装置中通入气体的CO₂浓度是可以调节的）．将适量叶片置于同化箱中，在一定的光照强度和温度条件下，让空气沿箭头方向缓慢流动，并用CO₂分析仪测定A、B两处气体CO₂浓度的变化．

（1）欲使A、B两处气体CO₂浓度相同，可通过控制

 

等因素实现．
（2）若B处气体CO₂浓度低于A处，说明

 

．
（3）若适当增加通入气体的CO₂浓度，则叶片光饱和点的值

 

（变大/不变/变小）．当通入气体的CO₂浓度增加到一定值以后，若继续增加，A、B两处CO₂浓度的差值不再继续增大，则限制叶片更多利用CO₂的内部因素可能是

 

．
（4）若利用该同化箱在黑暗条件下研究叶片的细胞呼吸，测定同化箱通入气体和通出气体的体积变化，则体积差值表示的含义是

 

．
（5）若该叶片在适宜条件下进行实验如图2所示，则叶片光合作用制造有机物的量可表示

 

（请用图2中字母列出代数式）．
（6）科研人员为研究氧气浓度与光合作用的关系，测定了某植物叶片在25℃时，不同氧气浓度下的光合作用速率（以CO₂的吸收速率为指标），部分数据如表．

氧气浓度	2%	20%
CO2的吸收速率（mg/h?cm2）	23	9

为了探究O₂浓度对光合作用是否构成影响，以及影响的效应，在上表所获得数据的基础上，还需测定黑暗条件下对应的呼吸速率．假设在25℃，氧浓度为2%时，呼吸速率为X（mg/h?cm²）；氧浓度为20%时，呼吸速率为Y（mg/h?cm²）．
①如果23+X=9+Y，说明：

 

②如果23+X＞9+Y，说明：

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：分析实验装置：A处气体CO₂浓度表示起始浓度、B处气体CO₂浓度表示已经过呼吸作用或光合作用后的浓度，因此两处的差值就可以表示有氧呼吸产生的CO₂或光合作用净吸收的CO₂量．在黑暗条件下，植物只进行呼吸作用，因此两处的差值就可以表示有氧呼吸释放的CO₂量．在光照条件下既进行光合作用又进行呼吸作用，则两处的差值就可以表示光合作用净吸收的CO₂量．

解答： 解：（1）欲使A、B两处气体CO₂浓度相同，即净光合速率为0，因此可以控制光照强度、温度、CO₂浓度等条件使光合作用强度等于呼吸作用强度．
（2）若B处气体CO₂浓度低于A处，则表示植物的净光合速率大于0，即叶片的光合强度大于细胞呼吸强度．
（3）若适当增加通入气体的CO₂浓度，将会促进光合作用，因此叶片光饱和点的值将增大．当通入气体的CO₂浓度增加到一定值以后，若继续增加，A、B两处CO₂浓度的差值不再继续增大，表示CO₂浓度不再是光合作用的限制因素，此时叶绿体数量、色素数量、光合酶数量、RuBP数量等都可能是限制光合作用的因素．
（4）利用该同化箱在黑暗条件下研究叶片的细胞呼吸，测定同化箱通入气体和通出气体的体积变化，则体积差值表示的含义是细胞呼吸吸收O₂量和产生CO₂量的差值．因为叶片内细胞呼吸除了用糖类作为呼吸分解的原料外，还可以利用油脂等有机物作为呼吸分解的底物，因而呼吸消耗O₂量和产生CO₂量是不同的．
（5）该叶片在适宜条件下进行实验，真正光合作用制造有机物的量为：表观光合作用量+细胞呼吸量=（c-b）+（a-b）=a+c-2b． 
（6）因为光合作用固定的CO₂来自于呼吸作用提供的和从外界吸收的CO₂，如果23+X=9+Y，说明：氧气浓度的增加不影响光合作用，只是由于呼吸作用的增强．如果23+X＞9+Y，则是由于光合作用受到抑制所导致．
故答案为：
（1）光照强度、温度、CO₂浓度     
（2）叶片的光合强度大于细胞呼吸强度
（3）变大     叶绿体数量、色素数量、光合酶数量、RuBP数量   
（4）细胞呼吸吸收O₂量和产生CO₂量的差值
（5）a+c-2b
（6）①氧气浓度增加不影响光合作用
②氧气浓度增加影响（抑制）光合作用

点评：本题通过通气法来测定CO₂浓度的变化量，考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对实验装置做出正确判断的能力；并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力．