Question

12．如图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管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，测得的气体体积如图乙所示．图丙为叶肉细胞中有关细胞器的结构模式图．植物叶片的呼吸速率不变．
（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置．实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的左侧位置处．
（2）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应图丙中存在的箭头有（填字母）abcd．
（3）光照强度为5千勒克斯时，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（4）当图乙植物光照强度为15千勒克斯时，1小时光合作用产生的气体量为200毫升（假设随光照的增强，植物体的温度不变）．若此时植物叶片的呼吸商（呼吸作用产生的CO₂与消耗O₂的比值）为0.8，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，每小时还需从外界吸收CO₂160毫升．
（5）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是新鲜植物叶片换成消毒的无活力叶片．
（6）图乙中，如果将纵坐标改为CO2吸收量，（单位mg/dm²•h），其余条件不变，用以表示在一定条件下测得的某株植物光照强度与光合速率的关系．若一天中光照强度均衡且植物受光照时间为6个小时，则在光照强度大于15klx时，植物才会表现出生长现象；若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，将温度由25℃提高到30℃（原光照强度和C0₂浓度不变），理论上图中光补偿点应右移（填“左移”、“右移”或“不动”）．

Answer 1

分析 分析装置图和曲线图是本题解答的关键．图1装置中CO₂缓冲液能够为叶片光合作用提供稳定的二氧化碳，因此装置中气体量变化为氧气量的变化．结合曲线图，在光照强度为0时，由于只进行呼吸作用液滴向左移动；在光照强度为2.5千勒克斯时，光合作用等于呼吸作用，装置中液滴不动；在光照强度为大于2千勒克斯时，光合作用大于呼吸作用，装置中液滴右移．

解答 解：（1）观察乙图可以发现，光照强度在0-2.5千勒克斯范围内，光合作用小于呼吸作用强度，因此试管中氧气量不断减少，即试管中的气体总量始终是小于初始气体总量的，所以液体左移，偏在初始位置的左侧．
（2）光照强度为10千勒克斯时，气体总量增加，说明呼吸作用强度小于光合作用强度，此时光合作用除了要利用呼吸作用产生的二氧化碳之外，还要从外面吸收一部分二氧化碳；光合作用释放的氧气除了提供给呼吸作用之外，还有一部分能释放出去．丙图中右为线粒体，左为叶绿体，可知箭头a、b、c、d是存在的．
（3）光照强度为5千勒克斯时，叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（4）光照强度为15千勒克斯时，气体总量增加了150ml，根据上面的试题分析，这150ml为净光合作用释放的氧气，而叶片的呼吸作用强度一直为50ml/h，可知，实际上光合作用产生了150+50=200ml的氧气．植物呼吸作用消耗50ml氧气，根据呼吸商0.8，植物呼吸作用释放40ml二氧化碳，而一共需要200ml二氧化碳，所以植物还需从外界吸收二氧化碳160ml．
（5）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是新鲜叶片改为经消毒的死叶片其余相同．
（6）在一天6小时光照条件下，当有机物合成大于有机物分解时，植物会出现生长，即光照强度大15klx时，植物才会表现出生长现象．-50点数据表示呼吸速率，光补偿点表示光合速率等于呼吸速率．在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，呼吸速率加快，因此曲线平行下移，但光合速率降低，要使光合速率等于呼吸速率，应增大光照强度，即补偿点右移．
故答案为：
（1）左侧           
（2）a  b  c  d
（3）细胞质基质、线粒体、叶绿体        
（4）200    160
（5）新鲜植物叶片换成消毒的无活力叶片  
（6）15       右移

点评 本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，具有一定的难度，将两种重要代谢作用的关系设计在一个密闭的装置中，同时又用缓冲液来对气体量造成干扰，意在考查考生从材料中获取信息的能力和对知识的理解迁移能力．