Question

研究人员用不同植物做了下列三组关于植物光合作用和呼吸作用的实验．

I．利用紫苏进行了实验，图甲表示在一个密闭容器内紫苏植株一昼夜O₂含量的变化，据图分析：
（1）图中B点后曲线上升的原因是光合作用过程中

 

阶段增强，此时产生的

 

为CO₂的还原提供条件．
（2）紫苏植株光合作用释放的O₂量和呼吸作用消耗的O₂相等的点是

 

 （用图中 字母回答）
（3）该紫苏植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？

 

填“是”或“否”），理由是

 

．
Ⅱ．图乙表示将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的ph值和温度时，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的曲线图．据图回答问题
（1）在图乙中的丙处添加CO₂时，分析短时间内C5的变化为

 

，原因是

 

（2）若在图乙中丁处给予适宜条件，使溶解氧的变化如图中的b，预计1小时后，实际产 生的氧气量为

 

微摩尔．
Ⅲ．图丙为探究CO₂对绿色植物光合作用影响的测量 装置，蒋甲叶片密封在一个玻璃器皿中，其中放置一个小烧杯．实验如下（温度和其他条件不变）：
步骤一：在一定光照强度下，A液体为NaH^- CO₃溶液，30min后观察红色液滴的移动．
步骤二：在相同光照强度下，将A液体换为 NaOH溶液，调节红色液滴到原点，30min后观察 红色液滴的移动．
步骤三：在相同光照强度下，将A液体换为蒸 馏水并遮光，调节红色液滴到原点，30min后观察红色液滴的移动．
步骤四：用乙叶片重复步骤一、二、三．
（1）在步骤一中红色液滴应向

 

移动，步骤二中红色液滴应问

 

移动．步骤三中红色液滴应

 

移动．
（2）步骤四的目的是

 

．

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：分析图甲，植物既进行光合作用又进行呼吸作用，若是光合作用强度高于呼吸作用，则表现为释放氧气，吸收二氧化碳；若光合作用强度低于呼吸作用，则表现为吸收氧气，释放二氧化碳．图中气体含量的变化是因为两项生理活动比较和差值而产生的．上午6点，光照强度开始增强，此时光合作用的光反应开始增强，能够为暗反应提供更多的还原氢和ATP．在绿色植物的叶片中，光合作用产生的氧气可以在线粒体中参与有氧呼吸的第三个阶段；B点氧气的含量由减少转变为增多，C点氧气的含量由增多转变为减少，所以B、C两点氧气既不增多也不减少，可知光合作用和呼吸作用强度恰好相等．从图中可以发现，该植株经过一昼夜之后，环境中的氧气浓度反而降低，也说明了植物的净光合作用为负值，植物并没有积累有机物，反而消耗了有机物．
分析图乙，光照之前只进行呼吸作用，只需根据氧气吸收的总量比时间即可计算出呼吸速率．光照影响光合作用的光反应过程，它能促进ATP的生成和水的光解．在丙处添加CO₂时，要考虑到二氧化碳影响的是光合作用的暗反应中的二氧化碳的固定．丁点以后，若曲线不变，则表示光合作用等于呼吸作用强度；若曲线上升，则表示光合作用大于呼吸作用强度；如果曲线下降，则表示光合作用小于呼吸作用或只进行呼吸作用．

解答： 解：Ⅰ．（1）B曲线上升时因为太阳的升起，光照增强，光合作用开始，光反应进行水的光解，产生O₂，同时光能转化为化学能储存在[H]和ATP中，为CO₂的还原提供条件．
（2）由图三知B、C两点时间分别是6时和18时，6时耗氧最低和18时产氧最少，说明此时是番茄植株光合作用释放的O₂量和呼吸作用消耗的O₂相等的时间点．
（3）由于紫苏植株是在密闭容器内种植，一昼夜后A点与D点相比的净氧含量反而减少，即说明在这24h内呼吸作用大于光合作用，积累有机物会减少．
Ⅱ．（1）图乙中在丙处添加CO₂时，CO₂固定增强，产生C₃增多，所以C₅减少．
（2）根据题意可知，原来溶解氧量为260，现在溶解量为290，而释放出来的氧气量为30微摩尔，细胞呼吸消耗的氧气量为210-200=10微摩尔，再根据时间计算是：30÷3×60+10÷4×60=750微摩尔．
Ⅲ．（1）在步骤一中，NaHCO₃溶液的作用是提供CO₂，这会使光合作用强于呼吸作用，光合作用产生O₂多于呼吸作用消耗的O₂，瓶内气体体积增加，使红色液滴向右移动．步骤二中，NaOH溶液的作用是吸收CO₂，使光合作用不能进行，此时植物只能进行呼吸作用，呼吸作用产生的CO₂被NaOH吸收，消耗O₂使瓶内气体体积变小，所以红色液滴向左移动．步骤三中，遮光处理，植物只能进行呼吸作用，消耗的O₂体积等于产生的CO₂体积，所以红色液滴不移动．
（2）为了避免因偶然因素产生的误差，一般可以通过重复实验在减小误差．
故答案为：
Ⅰ．（1）光反应[H]和ATP    
（2）B、C  
（3）否         密闭装置内的O₂含量比实验前低，说明紫苏植株细胞呼吸作用消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量
Ⅱ．（1）减少        CO₂还原相对稳定，而CO₂的固定因二氧化碳的增加，消耗更多的C₅     
（2）750
Ⅲ．（1）右             左            不
（2）避免因偶然因素产生的误差

点评：本题考查植物光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查学生理解的知识要点、获取信息以及识图分析能力和运用所学知识分析问题、解决问题的能力．