Question

图1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玻璃刻度管内红色液滴移动距离测得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图所示．试管中二氧化碳浓度适宜．

（1）从图2可以看出，植物进行呼吸作用每小时需要氧气

 

毫升．若此时图1中植物光照强度为15千勒克司，则2小时光合作用产生的气体量为

 

毫升．消耗不同底物呼吸商（呼吸作用所释放的CO₂和吸收的O₂的分子比）不同，若此时植物叶片的呼吸商为0.8，则呼吸作用分解的有机物中

 

所占比例较大．
（2）标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置为初始标记位置．实验时，在30分钟内光照强度由0渐变为2.5千勒克司（不同光照强度照射的时间均等），在此过程中，当光照强度为

 

时，液滴所在位置离实验初始标记位置最远．此时液滴位于初始标记位置的

 

侧；这时，我们测得试管内气体体积发生了变化，此体积变化主要是因为

 

．
（3）如果用a、b、c、d、e、f六个箭头表示气体的进出，则C点的光照强度下，对应图3中存在的箭头有

 

．
（4）假设二氧化碳浓度的改变不影响呼吸作用的强度，将图1中二氧化碳的浓度维持在一个较高且适宜的条件时，图2中B点将

 

（不动、左移或右移），C点对应的光强值将

 

（不动、左移或右移）．
（5）为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组与实验组实验装置的区别是

 

．如果对照组放置6分钟后，刻度管中的红色液滴较之实验初始标记位置向左移了4毫升并静止不动，其最可能的原因是

 

．此时若将图6中二氧化碳缓冲液换成蒸馏水，实验测得的数据指标是

 

．

Answer 1

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

专题：

分析：分析装置图和曲线图是本题解答的关键．图1装置中CO₂缓冲液能够为叶片光合作用提供稳定的二氧化碳，因此装置中气体量变化为氧气量的变化．结合曲线图，在光照强度为0时，由于只进行呼吸作用液滴向左移动；在光照强度为2.5千勒克斯时，光合作用等于呼吸作用，装置中液滴不动；在光照强度为大于2千勒克斯时，光合作用大于呼吸作用，装置中液滴右移．

解答： 解：（1）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，需要200ml二氧化碳，因此2小时光合作用产生的气体量为400毫升．脂肪
（2）观察乙图可以发现，光照强度在0-2.5千勒克斯范围内，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，始终偏在初始位置的左侧．这时，我们测得试管内气体体积发生了变化，此体积变化主要是因为呼吸作用消耗的氧气大于光合作用释放的氧气．
（3）C点的光照强度下，气体总量增加，说明呼吸作用强度小于光合作用强度，此时光合作用除了要利用呼吸作用产生的二氧化碳之外，还要从外面吸收一部分二氧化碳；光合作用释放的氧气除了提供给呼吸作用之外，还有一部分能释放出去．丙图中右为线粒体，左为叶绿体，可知箭头a、b、c、d是存在的．
（4）假设二氧化碳浓度的改变不影响呼吸作用的强度，将图1中二氧化碳的浓度维持在一个较高且适宜的条件时，光合作用增强，而图2中B点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，故B点将左移，C点时光的饱和点，光合作用增强，C点对应的光强值将右移．
（5）为了防止无关变量对实验结果的干扰，可将新鲜的植物叶片改为经消毒的死的植物叶片，其他条件不变．如果对照组放置6分钟后，刻度管中的红色液滴较之实验初始标记位置向左移了4毫升并静止不动，其最可能的原因是环境温度下降（或外界气压上升）．此时若将图6中二氧化碳缓冲液换成蒸馏水，实验测得的数据指标是释放氧气量与吸收二氧化碳量的差值．
故答案为：
（1）50      400       脂肪
（2）2.5千勒克司      左       呼吸作用消耗的氧气大于光合作用释放的氧气
（3）a、b、c、d
（4）左移     右移
（5）将新鲜的植物叶片改为经消毒的死的植物叶片，其他条件不变        环境温度下降（或外界气压上升）        释放氧气量与吸收二氧化碳量的差值

点评：本题具有一定的难度，以测定光合作用速度为背景，着重考查了环境因素影响光合作用和呼吸作用的相关知识，解题的关键是明确图1装置中引起液滴移动的气体，图2中利用真光合速率=净光合速率+呼吸速率进行综合计算，要求考生具有较强的识图能力、分析实验装置的能力以及计算能力．