Question

某兴趣小组做了如下与光合作用相关的实验，请回答相关问题：

Ⅰ．取某植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，将圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭的装置内，分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致．照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图1所示．
（1）装置内增加的氧气来自于

 

（物质）．丙装置内的CO₂含量照光后比照光前

 

．
（2）光照强度为a时，氧气的增加量恰好为0，原因是

 

．此时细胞中能产生ATP的场所是

 

（3）此实验的目的是探究

 

．
（4）若测得培养在密闭容器内的某植物在黑暗中释放CO₂的速率是22mg/h，在光照下吸收CO₂的速率是44mg/h，则将该植物黑暗处理6小时，然后在同样光照下6小时后，可积累的葡萄糖是

 

mg
Ⅱ．某实验小组用小球藻进行实验，探究影响光合速率的因素．他们将一定量的小球藻浸入适宜培养液的试管中，以白炽台灯作为光源．移动台灯改变光源与试管的距离；CO₂浓度分别设置为0.03%和0.05%，根据实验结果绘制成曲线1、曲线2（如图2）．比较C、D两点的光合速率，可见限制D点光合速率的主要因素是

 

，若C处突然关闭台灯，叶绿体中C₃的含量将如何变化？

 

．F点的含义是

 

．若用缺镁培养液培养小球藻，其他条件不变，F点应向移

 

．

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：分析图1：图1表示在一定范围内，随着光照强度的增强，光合速率逐渐加快．
分析图2：台灯与试管的距离在15～45cm时，随着光照的增强，光合速率不变；台灯与试管的距离大于45cm时，随着光照的增强，光合速率逐渐减弱；台灯与试管的距离为105cm时，光合速率等于呼吸速率．

解答： 解：（1）装置内增加的氧气来自光合作用，而光合作用产生的氧气来自于水的光解．丙装置内氧气含量增加较多，说明丙装置中光合速率明显快于呼吸速率，消耗的CO₂多于呼吸释放的CO₂，所以装置中的CO₂含量比照光前低．
（2）光照强度为a时，氧气的增加量恰好为0，原因是光合速率等于呼吸速率，即光合作用释放的氧气正好被呼吸作用利用．此时细胞同时进行光合作用和呼吸作用，所以细胞中能产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体．
（3）该实验的自变量是光照强度，因变量是氧气的增加量，代表净光合作用强度，可见该实验的目的是探究光照强度和光合作用强度之间的关系．
（4）植物在黑暗中释放CO₂的速率代表呼吸速率，在光照下吸收CO₂的速率代表净光合速率，若测得培养在密闭容器内的某植物在黑暗中释放CO₂的速率是22mg/h，在光照下吸收CO₂的速率是44mg/h，则将该植物黑暗处理6小时，然后在同样光照下6小时后，吸收CO₂的量为44mg/h×6h-22mg/h×6h=132mg，根据光合作用总反应式，6CO₂→葡萄糖，则积累的葡萄糖是

132×180

44×6

=90mg．
Ⅱ．C、D两点与台灯的距离相同，即两点的光照强度相同，但两者的CO₂浓度不同，可见限制D点光合速率的主要因素是CO₂浓度；若C处突然关闭台灯，光反应停止，产生的ATP和[H]减少，影响暗反应中C₃的还原，所以叶绿体中C₃的含量将增加．F点氧气的释放量为0，说明该光照强度（与光源相距105 cm）时小球藻光合速率等于细胞呼吸速率．镁是合成叶绿素的重要成分，缺镁会影响叶绿素的合成，使小球藻光合速率减慢，在其他条件不变时，F点应向左移．
故答案为：
I、（1）水   低  
（2）光合速率=呼吸速率   细胞质基质 线粒体 叶绿体
（3）光照强度和光合作用强度之间的关系   
（4）90
II、CO₂ 增加    该光照强度（与光源相距105 cm）时小球藻光合速率等于细胞呼吸速率    左

点评：本题结合柱形图和曲线图，考查影响光合作用速率的因素及相关的探究实验，属于高频考点．解决本题的关键是图形分析和实验分析，要求学生明确曲线图中点、线的含义，并能利用图中信息准确答题．本题的易错点是第I（4）题，只有理解植物在黑暗中释放CO₂的速率代表呼吸速率，在光照下吸收CO₂的速率代表净光合速率，才能正确的计算出有机物的积累量．