Question

提高光合速率可以提高农作物的产量，光合作用过程需要许多酶的催化作用，科学家通过对有关酶及相关基因的研究，在野生植物体内找到了影响光合速率的主要基因并进行了相关实验，得到了某种转基因作物．某高二生物兴趣小组设计了如下装置开展了对该转基因作物光合强率测试的研究课题．请分析并回答下列有关问题：

（1）要测量植物的真正的光合速率，可以用此装置实验测得的

 

来表示．在植物体内，氧气产生于

 

中，在

 

中消耗；还原氢产生于

 

（场所），消耗于

 

（场所）．
（2）第一步：测定植物的细胞呼吸强度，方法步骤：
①取两个相同的组合装置（如上图所示），编号甲、乙．其中装置甲中

 

，乙装置中

 

．
②

 

．
③

 

．
④

 

．
（3）第二步：测定植物的净光合作用强度，方法步骤基本同上，但不同的处置有：
①

 

；
②

 

．

实验	装置	实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼吸速率	甲装置	（填左移或右移）1.5厘米
	乙装置	右移0.5厘米
测定植物净光合速率	甲装置	（填左移或右移）4.5厘米
	乙装置	右移0.5厘米

（4）实验数据：实验操作30分钟后，记录甲装置红墨水滴移动情况：
（5）假设红墨水滴每移动1cm，植物体内葡萄糖增加或减少1g，那么该植物的细胞呼吸速率（分解葡萄糖速率）是

 

g/h．白天光照15小时，一昼夜葡萄糖的积累量是

 

（不考虑昼夜温差影响）．

Answer 1

考点：细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：本题主要考查影响光合作用的环境因素．
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱．
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强．当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．

解答： 解：（1）用此装置测量植物的真正光合作用速率，可以用细胞呼吸消耗的氧气量+释放的氧气量来表示．在植物体内，氧气产生于叶绿体中，在线粒体中消耗；还原氢产生于叶绿体、细胞质基质、线粒体（场所），消耗于叶绿体（基质）、线粒体（内膜）．
（2）第一步，测定植物的细胞呼吸强度，实验变量是能否进行呼吸作用．方法步骤如下：①取两个相同的组合装置（如上图所示），编号甲、乙．其中装置甲中装有活的转基因植物，乙装置中装有相同的但已死亡的转基因植物作为对照；②向甲乙两装置的D中都均放入等量相同适宜浓度的NaOH溶液．③将装置甲、乙的玻璃钟罩遮光处理，放在温度等相同环境中．④30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度．
（3）第二步，测定植物的净光合作用强度，方法步骤是：①甲、乙两装置的D中都放入NaHCO₃溶液，装置乙作对照组；②将装置甲、乙放在光照充足、温度等相同的环境中．
（4）测定植物细胞呼吸速率时，实验中NaOH溶液可以吸收二氧化碳，所以消耗的氧气使密闭环境中气体减少，压强降低，水滴向左移动．测定光合作用速率时，实验中NaHCO₃溶液可以释放二氧化碳，所以产生的氧气使密闭环境中气体增加，压强升高，水滴向右移动．
（5）测定植物细胞呼吸速率时，对照组右移0.5厘米，实验组左移1.5厘米，说明实验30分钟后细胞呼吸使水滴左移2厘米，所以每小时分解葡萄糖4g；测定光合作用速率时，水滴移动的速率为2×（4.5-0.5）=8厘米/小时，所以每天的积累量为8×15-（24-15）×4=84g．
故答案为：
（1）单位时间内植物细胞呼吸耗氧量+单位时间内实际测得光合作用释放的氧气量         叶绿体    线粒体     叶绿体、细胞质基质、线粒体       叶绿体（基质）、线粒体（内膜）
（2）①甲中装有活的转基因植物      乙中装有相同的但已死亡的转基因植物作为对照     
②向甲乙两装置的D中都均放入等量相同适宜浓度的NaOH溶液
③将装置甲、乙的玻璃钟罩遮光处理，放在温度等相同的环境中
④30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度
（3）①将装置中的NaOH溶液改为等量相同适宜浓度的NaHCO₃ 溶液
②将装置甲、乙均放在相同的光照充足、温度适宜等环境中
（4）左移     右移         （5）4     84

点评：本题意在考查学生对知识的理解能力．光合作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．要注意，对于绿色植物来说，在有光的条件下可以进行光合作用，也可以进行细胞呼吸，在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究细胞呼吸与光合作用的关系．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．