Question

4．某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室（如图A所示），请据图回答：

（1）将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图1，B所示曲线，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是光照强度、温度（两点）；观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的左侧，装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的18点．
（2）在14点之后的下午某时间段内，记录液滴的移动，获得以下数据：
该组实验数据是在B曲线的fg段获得的．
（3）e与f相比，e点时刻C₃的合成速率慢，与b相比，a点形成的原因可能是a点时刻温度较低．
（4）如果要测定该植物真正光合作用的速率，应设置对照实验是设置与装置A相同但要遮光或给装置A遮光
若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率：M-N．
（5）在适宜温度和光照条件下，向图A所示的装置通入¹⁴CO₂，当反应进行到0.5s时，¹⁴C出现在C中：反应进行到5s时，¹⁴C出现在（CH₂O）．该实验是通过控制反应时间（条件）来探究CO₂中碳原子的转移路径，用到的实验方法为同位素标记法．

Answer 1

分析 据图分析：图A是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，因此刻度移动表示是氧气的变化量．液滴移到最右边，此时一天中储存氧气最多，图B中g点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以g点时储存氧气最多．由数据可知，相同的时间刻度变化越来越小，说明释放的氧气量在减少，对应图B中fg段．

解答 解：（1）影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等．图A是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度了．装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，开始时只有呼吸作用，有氧气的消耗，所以气压减小，液滴左移，只在有氧气释放，液滴就会右移．图B中g点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以g点时储存氧气最多．
（2）在14点之后的下午某时间段内，表格中数据表明，氧气的产生速率在逐渐减小，在B曲线上所对应的区段是fg．
（3）e点与f点相比，e点的氧气释放速率慢，即光合速率慢，消耗的C₃少，那么C₃的合成速率就慢．与b相比，a点形成的原因可能是a点时刻温度较低酶的活性降低造成的．
（4）如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测定出呼吸速率，具体做法是设置A装置完全相同的C装置，将C装置遮光放在与A相同的环境条件下．测得单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率是=净光合速率+呼吸作用速率=M-N或M+|N|．
（5）可以使用同位素标记法追踪碳元素在光合作用过程中的转移路径，是通过控制自变量反应时间来实现的．
故答案为：
（1）光照强度、温度    左   18（或g）
（2）de或fg
（3）慢（或小）
（4）设置与装置A相同但要遮光或给装置A遮光    M-N
（5）反应时间    同位素标记法

点评 本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查考生具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力．