Question

某一小组利用小球藻在密闭的容器中进行光合作用实验时发现：在弱光下，小球藻的周围会释放一些气泡．为了确定小球藻产生的气泡是O₂还是CO₂，该小组欲用灵敏的酸碱指示剂--溴代麝香草酚蓝水溶液（BTB）进行判断． （BTB对光不敏感，当受测溶液为中性或偏碱时呈淡蓝色，弱酸性时呈淡黄色）

（1）利用淡蓝色BTB水溶液，如何判断在弱光条件下小球藻产生的气泡的成分？

 

（2）在一定的光照条件下，此密闭容器中，氧气一定增加吗，请分析理由．

 

（3）用H₂¹⁸O培养小球藻，相隔很短的时间取样，在叶绿体中¹⁸O将首先转移至

 

（物质）中；在线粒体中，¹⁸O将最终移至

 

（物质）中．
（4）如图甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响．图中实线“--”表示光合作用速率，虚线“…”表示呼吸作用速率．
请据图回答：
分析图解可知，光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与

 

作用有关的酶对高温更为敏感．温度主要影响光合作用的暗反应阶段．光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中

 

过程．若昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度约是

 

；若温度均保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该植物能否正常生长？

 

．
（5）根据上题的相关信息，请在乙图的坐标上画出植物在15～60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线．

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：本题主要考察光合作用和呼吸作用，在本题中主要依据的公式：净光合作用量=真光合作用量-呼吸作用量、有机物的积累量=光合作用合成量-呼吸作用消耗量．

解答： 解：（1）CO₂溶解于水，使溶液酸性变强．当溶液由淡蓝色变淡黄色，说明小球藻产生的气泡成分为CO₂；当溶液由淡黄色变淡蓝色，或一直呈淡蓝色，说明小球藻产生的气泡成分为O₂．
（2）在一定的光照条件下，此密闭容器中，氧气量是否增加，取决于植物光合速率与呼吸速率的差值：光合速率大于呼吸速率时，净产生O₂；呼吸速率大于光合速率时，净消耗O₂；呼吸速率等于光合速率时，净产生O₂为0．
（3）在光合作用过程中，水在光反应阶段参与反应；水被光解后产生氧气和H．在有氧呼吸过程中，水参与了第二阶段的反应，其中的氧进入到了CO₂中．
（4）图中可以看出，光合作用的最适温度为30℃，超过该温度后，光合作用强度开始下降，而呼吸作用在42℃是最强，因此光合作用有关的酶对髙温更为敏感；光合作用过程中，暗反应所需酶种类多，因此温度主要影响光合作用的暗反应阶段，暗反应的场所是叶绿体基质．对生长最适宜，即要求净光合作用量最大，净光合作用=真正光合作用速率-呼吸作用速率，图中对应30℃；在温度为20℃的条件下，12小时光照，二氧化碳净吸收量是1个单位×12；12小时黑暗，净释放量是2×12．此时，呼吸作用强度大于光合作用强度，植物无法累积有机物，故不能正常生长．
（5）在作图时，首先根据曲线图将各温度下的净光合速率计算出，利用净光合速率=真光合速率-呼吸速率，30℃为4.7、35℃为2.8、40℃为0、45℃为-3.0、50℃为-3.5、55℃为-1.5、60℃为0，由此连线作图即可．
故答：
（1）若溶液呈现淡黄色，说明气泡是CO₂，若溶液呈现淡蓝色，说明气泡是O₂
（2）光合作用大于呼吸作用时，净产生O₂，呼吸作用大于光合作用时，净消耗O₂，呼吸作用等于光合作用时，净产生O₂为0
（3）O₂      CO₂  
（4）光合   C₃的还原   30℃不能
（5）要点：15℃位于横轴上一点（不大于一格），30℃最高（横轴上方五格）40℃开始位于横轴以下负增长

点评：本题主要考察光合作用、呼吸作用、净光合作用、真正光和作用和它们的关系，以及相关的曲线分析．意在考查学生对曲线的分析能力和作图能力．有一定的难度，综合考查了光合作用、呼吸作用于植物正常生长之间的关系．熟练掌握相关知识是解题的关键．