Question

16．某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为12mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶．将它们分别置于六种不同的光照条件下（由a→e逐渐加强），24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下：

光照强度（klx）	0（黑暗）	a	b	c	d	e
白瓶溶氧量mg/L	4	12	18	26	32	32
黑瓶溶氧量mg/L	4	4	4	4	4	4

（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为4mg/L的原因是黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气；该瓶中所有生物细胞在24h内呼吸消耗的O₂量为8mg/L．
（2）当水层光照强度为c时，在24h内白瓶中植物产生的氧气量为22mg/L．光照强度至少为a（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物长期正常生活耗氧量所需．
（3）C₃经一系列变化可形成糖类、C₅，若将a光照下的白瓶移至d光照下，则较长一段时间内，瓶中植物细胞里C₃含量的变化趋势是先减少再稳定．
（4）写出该植物呼吸作用的总反应式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．

Answer 1

分析 （1）黑瓶的目的是不让瓶中的植物进行光合作用，只进行呼吸作用．
（2）在进行计算白瓶中植物产氧量时要注意原来瓶中的含氧量以及呼吸作用的消耗量．
（3）从a到c，光照由弱变强时，在光反应中[H]和ATP的生成量增多．直接导致暗反应中C₃化合物的还原反应增强，则这个反应的反应物C₃化合物消耗增多，剩余的相对减少；生成物C₅和（CH₂O）生成量增多．所以[H]的含量增多、ATP的含量增多、C₃的含量减少、C₅的含量增多、（CH₂O）的含量增多．
真正的光合作用=净光合作用+呼吸作用．

解答 解：（1）黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，因此黑瓶中溶解氧的含量降低为4mg/L；该瓶中所有生物在12h内消耗的氧气量为4mg/L，因此24h内呼吸消耗的O₂量为12-4=8mg/L．
（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量=（26-12）+8=22mg/L．光照强度为a klx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，因此光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡．
（3）在暗反应阶段，C₃经还原形成C₅和糖类等有机物；将a光照下的白瓶移至d光照下，光照增强，光反应产生的ATP和[H]增多，C₃的还原加快，因此C₃含量先减少，但最后趋于稳定．
（4）植物有氧呼吸的总反应式为：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
故答案为：
（1）黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气      8 
（2）22     a  
（3）糖类、C₅     先减少再稳定（或先减少再回升后稳定）
（4）C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量

点评 本题结合图表，考查细胞呼吸和光合作用的相关知识，要求考生识记细胞呼吸和光合作用的具体过程，掌握影响光合速率的因素，能正确分析表中数据，再结合所学的知识准确答题．