Question

某研究性学习小组探究光合作用的影响因素．如图1为测定光合作用速率的装置，在密闭的玻璃钟罩中放一株大豆苗和CO₂缓冲液，钟罩内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得．在不同强度的光照条件下测得气体体积变化量如图2中A曲线所示（B曲线表示的是另一植物）．假定植物叶片细胞呼吸释放的二氧化碳首先满足自身光合作用需要，且呼吸强度不随光照强度变化而变化．请据图回答：
（1）光合作用的暗反应过程包括

 

（两个反应），由于暗反应过程是循环进行的，由美国一位科学家经过近十年时间研究发现并提出，因此人们将暗反应的过程又称为

 

．
（2）在较强光照条件下，甲装置中的液滴向

 

移动，原因是

 

．
（3）若图2中A、B表示两种植物所测结果，当光照强度为5千勒克斯时，A植物每小时光合作用产生的气体量为

 

毫升，B植物每小时净释放气体量为

 

毫升．
（4）若要测定A植株的呼吸商，还必须测定计算CO₂的释放量，需设置a、b两个装置，a装置如左上图，b装置应如何设计？

 

；与图1装置的处理不同，a、b两个装置必须置于

 

条件下．

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装置可知，大大豆苗既进行光合作用（吸收二氧化碳释放氧气），又进行呼吸作用（吸收氧气释放二氧化碳），而缓冲液可以为植物的光合作用提供稳定的二氧化碳，因此容器中气体量变化为光合作用氧气的净释放量．
图2中，光照强度为0时对应的值为呼吸速率；而纵轴所对应的值为净光合速率．

解答： 解：（1）光合作用的暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原．美国科学家卡尔文利用¹⁴C表示的二氧化碳用于光合作用，得出暗反应过程是循环进行的，因此人们将暗反应的过程又称为卡尔文循环．
（2）在较强光照条件下，光合速率大于呼吸速率，而光合作用消耗的二氧化碳由缓冲液补充，因此释放出氧气导致密闭装置内气体压强增大，使装置中的液滴向右移动．
（3）图2中可以看出，当光照强度为5千勒克斯时，两曲线相交，即净光合速率均为30毫升/小时，而A植物的呼吸速率为20毫升/小时，因此A植物每小时光合作用产生50毫升的气体，B植物每小时净释放气体量为30毫升．
（4）呼吸商为二氧化碳的释放量与氧气吸收量的比值．图1装置如在黑暗条件下能够测定氧气的吸收量，作为a装置；还必须测定计算CO₂的释放量，因此b装置不设缓冲液，其他与a装置相同，并且也放在黑暗条件下．此时b装置中测定的值为氧气吸收量和二氧化碳释放量的差值，因此可由装置a中的氧气的释放量计算出b装置中二氧化碳的释放量，进行计算呼吸商．
故答案为：
（1）二氧化碳的固定和三碳化合物的还原     卡尔文循环
（2）右   光合作用消耗的二氧化碳由缓冲液补充，同时释放出氧气导致密闭装置内气体压强增大，
（3）50   30
（4）b装置不设缓冲液，其他相同    黑暗

点评：本题考查了光合作用的过程、以及光合速率、呼吸速率实验的测定等知识，意在考查考生分析实验装置的能力，并能够自主设计实验，对考生的能力要求较高，难度适中．