Question

18．黑藻在我国是一种比较常见的水生植物．因其取材方便，常作为生物学实验的材料．图1中的丙表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间气体交换，图1丁表示光照强度与光合作用速率的关系．请据图1回答：

（1）如图甲所示，在光照较弱的情况下，适当缩短光源与实验装置的距离，则单位时间内黑藻放出的气泡数量增加（填“增加”、“减少”或“不变”）．
（2）图丙中CO₂产生和消耗的场所分别是d、b（填字母）．
（3）黑藻的叶肉细胞处于丙图状态时，对应图丁曲线中B点以后（或C点）．
（4）图丁中限制A-C段光合速率的主要因素是，B点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有．如果其他条件不变，CO₂浓度增大，B点往左移．
（5）图2为探究植物光合作用速率的装置．实验开始时针筒的读数是0.2mL，水滴位置在X．恒温30分钟后，将针筒容量调至0.6mL，水滴位置恢复到X．若以氧气释放量来表示光合作用速率，则该植物的光合作用速率是0.8mL/h，该数值比实际的光合作用速率低，原因是植物有氧呼吸消耗了O₂．

Answer 1

分析 1、图1的丙图是模拟了光合作用和呼吸作用之间的物质关系，根据二氧化碳由线粒体和空气共同提供的，说明了此图显示了光合作强度大于呼吸作用强度．或者根据由叶绿体中释放的氧气不仅提供给线粒体外，还有一部分释放到空气中，也可判断以上的结论．
2、图2的实验装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，因此实验装置测的气体变化量表示氧气量．此值为表观光合速率（即净光合速率）．影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等，如题中的凡士林会阻塞气孔，导致二氧化碳吸收减少．

解答 解：（1）光源与实验装置的距离代表光照强度，适当缩短光源与实验装置的距离就是增强光照强度，则单位时间内黑藻放出的气泡数量增加．
（2）CO₂是在线粒体d中进行有氧呼吸第二阶段产生的；进入叶绿体b中的CO₂与RuBP（五碳化合物）结合形成三碳酸，因此图丙中CO₂产生和消耗的场所分别是b、d．
（3）黑藻的叶肉细胞处于丙图状态时，线粒体中生成的二氧化碳和空气中二氧化碳都提供给了叶绿体进行光合作用，即光合作用强度大于呼吸作用强度，对应图丁曲线中B点以后（或C点）．
（4）图丁中限制A-C段随着光照强度不断增强，光合速率液不断的增大，因此影响光合速率的主要因素是光照强度．B点时，叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，此点产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．如果其他条件不变，CO₂浓度增大，光合作用速率提高，B点往左方向移动．
（5）光照条件下，由于光合作用吸收的CO₂由缓冲液补充，同时释放出O₂导致密闭装置内气体压强增大，若使水滴X不移动，其针筒中单位时间内O₂气体容量的增加就代表表观光合速率的大小．由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合作用速率是（0.6-0.2）×2=0.8（mL/h）．与实际光合速率相比，由于植物细胞呼吸要消耗一部分氧气，故测得的光合速率偏低．
故答案为：
（1）增加
（2）d、b
（3）B点以后（或C点）
（4）光照强度 细胞质基质、线粒体和叶绿体   左
（5）0.8 植物有氧呼吸消耗了O₂

点评 本题以黑藻为素材，实验设计比较巧妙，可以通过针筒上的读数测出一定时间内的氧气释放量，进而可计算出净光合速率．因此分析实验装置为本题的难点，着重考查了考生的审题能力、分析能力和理解能力，以及对相关实验进行修订的能力．