Question

某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶．将它们分别置于六种不同的光照条件下（由a→e逐渐加强），24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下：

光照强度（klx）	0（黑暗）	a	b	c	d	e
白瓶溶氧量mg/L	3	10	16	24	30	30
黑瓶溶氧量mg/L	3	3	3	3	3	3

（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是

 

；该瓶中所有生物细胞在24h内呼吸消耗的O₂量为

 

mg/L．
（2）当水层光照强度为c时，在24h内白瓶中植物产生的氧气量为

 

mg/L．光照强度至少为

 

（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需．当光照强度为

 

（填字母）时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加．
（3）若将a光照下的白瓶移至d光照下，则瓶中植物细胞的光合作用速率

 

，其主要原因是

 

．被还原后的C₃经一系列变化可形成

 

．

Answer 1

考点：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：黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定．白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用．黑瓶就是不透光瓶，只能进行呼吸作用．在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中含氧量的变化可以确定表观光合作用量，然后就可以计算出总光合作用量．

解答： 解：（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是：黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O₂量为：原初溶解氧-24小时后氧含量，即10-3=7（mg/L?24h）．
（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量=（24-10）+7=21mg/L?24h．
光照强度为a klx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡．当光照强度为d时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加．
（3）表格中看出，d光照下的白瓶光合作用强度明显大于a光照下的白瓶，这是光照强度增强的原因．因此若将a光照下的白瓶移至d光照下，光照强度增强，光反应产生的ATP和[H]增多，导致瓶中植物细胞的光合作用速率加快．被还原后的C₃经一系列变化可形成糖类、C₅．
故答案为：
（1）黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧     7
（2）21     a        d
（3）加快    光反应产生的ATP和[H]增多        糖类、C₅

点评：本题有一定的难度，光合作用和呼吸作用的表格或曲线图的分析往往是考生的弱项，并且具有一定的综合性，对考生的分析表格和理解能力要求较高．在分析表格时，表中黑瓶溶氧量的减少表示呼吸作用强度，而白瓶溶氧量的变化表示净光合作用量．