Question

【题目】某研究人员将某绿色植物放在温度适宜的密闭容器内（如图1所示），经黑暗处理后置于恒定光照下并测量容器内氧气的变化量，测量的结果如图2所示。回答下列问题：

（1）图1中通过变换光源可研究_____________、_____________对光合作用的影响。

（2）将多株健壮的生长状态相同且大小相似（假设干重相同）的该植株幼苗均分为甲、乙两组，置于图1的装置中。甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理，其他条件相同且适宜。10小时后，将甲、乙两组中的植株烘干称重，分别记为M甲、M乙。若M=M甲-M乙，则M的准确含义是__________________________。

（3）图2中，A点以后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体内C3的量将_____________。B点时，叶肉细胞内的光合作用速率_____________（填“大于”“小于”或等于”）呼吸作用速率。在5—15mm内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为__________________________。如果该植物的呼吸速率始终不变，则在5—15min内，该植物光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）是_____________mol/min。

Answer 1

【答案】 光照强度 光质（或波长） 甲组植株在10小时内(或实验过程中)光合作用合成的有机物总量 减少 大于 光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐降低，光合作用速率减弱，净光合作用速率降低 6×10-8

【解析】【试题分析】

本题考查影响光合速率的环境因素、光合作用于呼吸作用的综合计算的相关知识，需要考生具备一定的识图能力和获取信息的能力。根据题意和图示分析可知，在0-5min之间，容器处于黑暗条件下，此时植物只进行呼吸作用，因此氧气的减少量可表示呼吸作用消耗量，同时也可以计算出呼吸速率；5min之后，给予光照，此时植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此氧气的增加量可以表示净光合作用量。

（1）图1中通过变换光源可研究光照强度、光质（或波长）对光合作用的影响。

（2）据题意可知：甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理，10小时后，甲乙植株烘干称重，分别记为M甲、M乙，设实验前甲、乙植株的干重均为a，则甲组植株在10小时内光合作用积累有机物的量＝M甲－a，即净光合量，甲组植株在10小时内呼吸作用消耗有机物的量＝a－M乙，那么，甲组植株在10小时内光合作用合成的有机物总量＝净光合作用量＋呼吸作用量＝(M甲－a) ＋(a－M乙) ＝M甲－M乙。因此，若M＝M甲－M乙，则M的准确含义是甲组植株在10小时内（或实验过程中）光合作用合成的有机物总量，即总光合量。

（3）图2中，A点表示实验装置由黑暗变为有恒定光照，A点以后光反应产生的[H]和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，消耗的C3的量增加，但CO2的固定速率即C3的生成速率基本不变，所以A点以后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体内C3的量将减少；图2中B点时，容器内氧气量不再变化，就整个植株而言光合速率＝呼吸速率，但是植物体有些部位只进行呼吸作用如根，故叶肉细胞内的光合作用速率大于呼吸作用速率；在5—15min内，由于光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐降低，光合作用速率减弱，则净光合作用速率降低，所以该容器内氧气量增加的速率逐渐减小；据图可知，0—5分钟之间，植物在暗室中只进行呼吸作用，所以呼吸作用每分钟消耗氧气量＝(5－4) ÷5＝0.2×10-7mol/min。5—15min之间，植物的净光合作用释放氧气的速率＝(8－4) ÷10＝0.4×10-7mol/min。因此，如果该植物的呼吸速率始终不变，则在5—15min内，该植物光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）＝净光合速率＋呼吸速率＝0.4×10-7＋0.2×10-7＝6×10-8mol/min。