Question

7．如图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示．图丙为叶肉细胞中有关细胞器的结构模式图．植物叶片的呼吸速率不变．

（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置如甲图所示．实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的左侧位置处．
（2）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应图丙中存在的箭头有（填字母）abcd．当光照强度由0-20千勒克斯的变化中，图甲中的CO₂缓冲液的PH值先降低后升高．
（3）当光照强度为15千勒克斯时，叶片1小时光合作用产生的气体量为200毫升．若此时叶片的呼吸熵（放出CO₂与吸收O₂的比值）为0.8，那么叶片光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，还需从外界吸收CO₂160毫升．导致此时叶片的呼吸熵小于1的因素是有非糖物质参与了有氧呼吸．
（4）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是新鲜叶片改为等量的经消毒的死叶片．如果对照组在相同光照情况下，刻度管中的红色液滴较之实验组向右移了5毫升，其原因是环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响．
（5）如果将甲图中的CO₂缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是释放的二氧化碳与吸收氧气量的差值．

Answer 1

分析 据图分析：图甲装置中CO₂缓冲液能够为叶片光合作用提供稳定的二氧化碳，因此装置中气体量变化为氧气量的变化．结合曲线图，在光照强度为0时，由于只进行呼吸作用液滴向左移动；在光照强度为2.5千勒克斯时，光合作用等于呼吸作用，装置中液滴不动；在光照强度为大于2千勒克斯时，光合作用大于呼吸作用，装置中液滴右移．
图丙中，a、c、f表示氧气，b、d、e表示CO₂．丁图中虚线表示净光合速率，实线表示呼吸速率．

解答 解：（1）观察乙图可以发现，光照强度在0-2.5千勒克斯范围内，试管中的气体总量始终是小于初始气体总量的，所以液体左移，始终偏在初始位置的左侧．
（2）光照强度为10千勒克斯时，气体总量增加，说明呼吸作用强度小于光合作用强度，此时光合作用除了要利用呼吸作用产生的二氧化碳之外，还要从外面吸收一部分二氧化碳；光合作用释放的氧气除了提供给呼吸作用之外，还有一部分能释放出去．丙图中A为线粒体，B为叶绿体，可知箭头a、b、c、d是存在的．当光照强度由0-20千勒克斯的变化中，图甲中的CO2缓冲液的PH值先降低后升高．
（3）光照强度为15千勒克斯时，气体总量增加了150ml，根据上面的试题分析，这150ml为净光合作用释放的氧气，而叶片的呼吸作用强度一直为50ml/h，可知，实际上光合作用产生了150+50=200ml的氧气，需要200ml二氧化碳．植物呼吸作用消耗50ml氧气，根据呼吸商0.8，植物呼吸作用释放40ml二氧化碳，而一共需要200ml二氧化碳，所以还要吸收二氧化碳160ml．当呼吸底物为脂肪等非糖物质时，叶片的氧气明量明显高于释放的二氧化碳量，因此呼吸熵小于1．
（4）为防止叶片中微生物对实验结果的干扰，可用一枚消毒的死叶片进行对照；而对照组的变化可能是因为其他因素的影响，比如温度导致气体的膨胀等等．
（5）若将缓冲液改成水，则对气体的总量不产生影响．则装置中气体量的变化完全取决于呼吸作用和光合作用强度的差值．
故答案为：
（1）左侧   
（2）abcd    先降低后升高  
（3）200   160    有非糖物质参与了有氧呼吸
（4）新鲜叶片改为等量的经消毒的死叶片   环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响
（5）释放的二氧化碳与吸收氧气量的差

点评 本题具有一定的难度，以测定光合作用速度为背景，着重考查了环境因素影响光合作用和呼吸作用的相关知识，解题的关键是明确图甲装置中引起液滴移动的气体，图乙和图丁中利用真光合速率=净光合速率+呼吸速率进行综合计算，要求考生具有较强的识图能力、分析实验装置的能力以及计算能力．