Question

20．图中，图甲为测定光合作用速度的装置，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，试管内变化的气体是氧气．
（2）若此时图1植物光照强度为15千勒克司，则1小时光合作用产生的气体量为200毫升．若此时植物叶片的呼吸熵（CO₂/O₂）为0.8（呼吸时产生的CO₂和消耗的O₂的比值）那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，植物还需从外界吸收CO₂160毫升．
（3）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应没置对照实验，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．如果对照组在相同光照情况下，刻度管中的红色液滴较之实验组向右移了5毫升，其原因是环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响．
（4）如果将试管中的CO₂缓冲液改为无菌水，则实验测得的数据指标是释放的二氧化碳与吸收氧气量的差值．该方法测得的实验数据不能较准确说明光合作用速率变化，原因是光合作用强度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不够或光合作用吸收和产生的气体量相等，变化量与呼吸强度相关．

Answer 1

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）二氧化碳缓冲液可以维持试管中二氧化碳量的恒定，因此试管中气体含量的变化就是氧气的变化．
（2）由于总光合量=净光合量+呼吸量，图乙植物光照强度为15千勒克斯时，1小时气体体积为150毫升，所以光合作用产生的气体量为150+50=200毫升．植物呼吸作用消耗50ml氧气，根据呼吸商0.8，植物呼吸作用释放40ml二氧化碳，而一共需要200ml二氧化碳，所以植物还需从外界吸收二氧化碳160ml．
（3）为了使实验结果更具说服力，本实验还可用一枚消毒的死叶片进行对照；以排除温度、大气压等环境中的物理因素对实验的影响．
（4）如果将试管中的C0₂缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是释放的二氧化碳与吸收氧气量的差值．由于是密闭容器，并且光合作用强度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不足或光合作用吸收和产生的气体量相等，并且氧气的变化量与呼吸强度相关．
故答案为：
（1）氧气
（2）200    160
（3）新鲜叶片改为经消毒的死叶片    环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响
（4）释放的二氧化碳与吸收氧气量的差   光合作用强度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不够或光合作用吸收和产生的气体量相等，变化量与呼吸强度相关

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．