Question

8．如图是测定金鱼藻光合作用的实验装置；表中数据是在适宜（恒定）测试条件下，改变光源与烧杯距离测得的金鱼藻放出的气泡数，请仔细分析回答下列问题：

灯源与烧杯的距离（cm）	10	15	20	25	30	35	40	45
气泡数（个/min）	15	15	10	8	6	4	2	0

（1）本实验的目的是研究光照强度对光合作用速率的影响．
（2）从图中或表中可得出的结论是在一定范围内，光合作用速率随光照增强而加快，达到最大值后则不再加快．
（3）当灯泡与烧杯的距离由15cm减小到10cm后，产生气泡数不再增多，原因是：光照强度到达一定强度后，光合作用速率不再加快，此时限制因素主要是CO₂浓度、光合色素的含量．
（4）若将灯泡与烧杯间的距离固定在15cm处，温度适宜，光照较长时间后发现产生的气泡数明显逐渐减少．产生这一现象的原因是CO₂缺少，形成的C₃少，导致[H]和ATP消耗减少，从而抑制了光反应．
（5）据表中数据估计，呈现如图2量变关系时的灯泡与烧杯间的距离为45cm，若植物叶肉细胞的O₂和CO₂的量变关系长期处于这种情况，植物能否正常生长？否，原因是此时的光照强度下，植物光合作用合成的有机物全部被呼吸作用分解消耗，有机物的积累为零，（或植物同化作用等于异化作用），所以植物不能生长．

Answer 1

分析 分析实验可知，实验的自变量为改变光源与烧杯距离即可表示不同的光照强度，因变量为金鱼藻放出的气泡数，而实验过程中温度条件恒定且适宜，因此该实验是探究光照强度对植物光合作用的影响．
图2中，叶绿体产生的氧气和线粒体产生的二氧化碳刚好互为利用，表示光合作用强度等于呼吸作用强度．
表格中可以看出，随着光照强度的减弱光合作用强度不断减弱，在距离为45cm时气泡数降为0，表明此时净光合作用量为0．

解答 解：（1）分析实验可知，实验的自变量为“改变光源与烧杯距离”，即光照强度，实验的因变量为光合速率，因此本实验的目的是研究光照强度对光合作用速率的影响．
（2）表格中产生的气泡数表示光合速率，表中数据可以看出，在一定范围内，光合作用速率随光照增强而加快，达到最大值后则不再加快．
（3）植物的光合作用具有光饱和点，即光照强度到达一定强度后，光合作用速率不再加快，产生气泡数不再增多，此时限制因素主要是CO₂浓度、光合色素的含量．
（4）若将灯泡与烧杯间的距离固定在15cm处，温度适宜，光照较长时间后发现产生的气泡数明显逐渐减少，这是由于CO₂缺少，形成的C₃少，导致[H]和ATP消耗减少，从而抑制了光反应．
（5）图2中光合效率等于呼吸效率，光合作用产生的O₂正好供给呼吸作用利用，呼吸作用产生的CO₂正好供给光合作用，即植物的净光合作用为0，产生气泡数为0，对应表中灯与烧杯间的距离为45cm．若植物叶肉细胞的O₂和CO₂的量变关系长期处于这种情况，植物将不能正常生长，原因是此时的光照强度下，植物光合作用合成的有机物全部被呼吸作用分解消耗，有机物的积累为零，（或植物同化作用等于异化作用），所以植物不能生长．
故答案为：
（1）研究光照强度对光合作用速率的影响
（2）在一定范围内，光合作用速率随光照增强而加快，达到最大值后则不再加快
（3）光照强度到达一定强度后，光合作用速率不再加快（或已达到光饱和点）
CO₂浓度、光合色素的含量
（4）CO₂缺少，形成的C₃少，导致[H]和ATP消耗减少
（5）45cm     否
此时的光照强度下，植物光合作用合成的有机物全部被呼吸作用分解消耗，有机物的积累为零，（或植物同化作用等于异化作用），所以植物不能生长

点评 本题难度中等，属于考纲理解层次，考查光合作用过程中的物质变化、呼吸作用的场所、影响光合作用的环境因素以及光合作用和呼吸作用的关系等知识．解答本题的关键是理解灯源与烧杯之间的距离反映光照强度的大小以及表格中数据表示的是净光合作用量．