Question

【题目】下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，该装置放在20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内水滴在位置X。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴维持在X的位置。据此回答下列问题：

（1）若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率是_________mL/h，测定该净光合速率应该在光下进行，原因是________________，其中的碳酸氢钠缓冲液的作用是_________，如果要测定实际光合速率还要在____________测定呼吸速率。

（2）假若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制光合作用的_______________反应阶段。

（3）如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数，在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出什么结论？______________________。

（4）为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组的区别是_____________________________________。

Answer 1

【答案】 0.8 在光下植物同时进行光合作用和呼吸作用，测定的数值直接代表净光合作用 保持装置中的CO2浓度相对稳定 暗处 暗 在上述条件下，光照强度不是限制光合作用速率的主要因素，温度是限制光合速率的主要因素 其他条件不变，对照组放置等量的死的绿色植物

【解析】试题分析：装置中的碳酸氢钠溶液可以使瓶中的CO2浓度保持相对稳定。水滴移动的距离是瓶中植物光合作用的产氧量与所有生物的呼吸作用耗氧量的差值导致装置中气体压强变化所致，表示的是净光合作用速率，而净光合作用速率＝实际光合作用速率－呼吸作用速率。在此基础上，围绕“光合作用”等相关知识，从题图和题意中提取信息，对各问题情境进行解答。

(1) 实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内水滴在位置X。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴维持在X的位置。若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率是（0.6—0.2）×2＝0.8（mL/h）。因在光下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，测定的数值直接代表净光合作用，所以测定该净光合速率应该在光下进行，其中的碳酸氢钠缓冲液的作用是保持装置中的CO2浓度相对稳定。净光合作用速率＝实际光合作用速率－呼吸作用速率，可见，如果要测定实际光合速率还要在暗处测定呼吸作用速率。

(2)在该植物的叶片上涂上一层凡士林，会使进入叶肉细胞的CO2量减少。暗反应会因CO2浓度的降低而减弱，导致光合作用的速率大幅度下降，可见，这一做法主要限制光合作用的暗反应阶段。

(3)增加光照强度，针筒的容量仍维持在0.6mL读数，说明光合作用速率没有增加，已经达到光饱和点（光合作用达到最大值所需的最小光照强度），此时光照强度不是限制光合作用速率的主要因素；将温度（从20℃）提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数才能使水滴维持在X的位置上，说明光合作用产生的气体增多，光合作用速率增大，此时温度是限制光合速率的主要因素。

(4) 为了防止无关变量对实验结果的干扰，需增设一对照组，对照组的实验装置与实验组的区别是：其他条件不变，对照组放置等量的死的绿色植物。