Question

14．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密闭小室，如图A所示．侦测期间植物先黑暗处理一段时间，后给予光照（固定的光照强度），测得连续60分钟内氧气浓度变化的结果如B所示曲线（液滴移动距离已换算为ppm）．请据图回答：

（1）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，在20和30分钟测定时间点，装置内的氧气浓度为250ppm．
（2）在最初10分钟时段，瓶内植物进行（有氧）呼吸作用．若将该植物从黑暗环境中转移到光照环境中，短时间内叶绿体中C₃的含量将减少．
（3）在实验过程中某段时间内，记录液滴的移动，获得以下数据：

每隔一定时间记录一次刻度数据
…	-29	-15	0	+18	+35	…

该组实验数据是在B图曲线的40～60（填“15～35”或“40～60”）分钟内获得的．
（4）如果该植物后30分钟的呼吸速率平均值与前20分钟呼吸速率平均值相同，则该植物后30分钟内真正光合作用的平均速率为9×10³ppm/小时（用O₂的生成速率表示）．

Answer 1

分析 分析A图：二氧化碳缓冲液的作用是为植物光合作用提供二氧化碳，同时平衡装置中的二氧化碳浓度，所以液滴移动的距离代表光合作用释放的氧气与呼吸作用消耗氧气的差值，即净光合速率．
分析图B：在氧气浓度的最低点之前，氧气浓度一直下降，说明此段时间是黑暗处理，只进行有氧呼吸；而之后氧气浓度开始上升，说明给予光照，同时进行光合作用和呼吸作用，并且净光合速率大于0，导致容器中氧气浓度不断升高．

解答 解：（1）小室内具有二氧化碳缓冲液，能够提供比较充足的二氧化碳，因此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．B图的曲线中看出，在20和30分钟测定时间点，装置内的氧气浓度为250ppm．
（2）在最初10分钟时段，氧气浓度不断下降，说明瓶内植物进行（有氧）呼吸作用．若将该植物从黑暗环境中转移到光照环境中，光反应产生的ATP和[H]在短时间内急剧增加，促进暗反应中三碳化合物的还原，从而导致叶绿体中C₃的含量将减少．
（3）数据表格中的0表示氧气浓度恢复到实验开始时，因此该组实验数据是在B图曲线的40～60分钟内获得的．
（4）分析图B中数据，前20分钟呼吸速率=（1750-250）÷$\frac{1}{3}$=4500ppm/小时，后30分钟的净光合速率=（2500-250）÷$\frac{1}{2}$=4500ppm/小时，而真光合速率=净光合速率+呼吸速率=4500+4500=9×10³ppm/小时．
故答案为：
（1）光照强度、温度         20和30
（2）（有氧）呼吸      减少
（3）40～60
（4）9

点评 本题以实验的形式考查光合作用和呼吸作用的过程及其影响因素，这些知识点本身难度就比较大，再加上知识点多、需要分析实验数据，这样难度就更大了．通过本题，学生应该学会如何结合所学知识，从题干中获取有用信息．