Question

5．研究人员以某绿色植物为材料，利用多套图甲装置，对影响光合作用的环境因素进行研究．

（1）为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图甲装置的烧杯内加入二氧化碳缓冲液，然后再打开该装置的活塞开关，使U型管两侧的液面如图甲所示，关闭活塞．实验的观察指标是U型管A侧液面的变化值．在每一给定温度且其他条件均相同、适宜的情况下光照1小时，实验数据如下表：

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
水柱高度（mm/h）	1.0	1.7	2.5	3.2	3.7	3.5	3.0

请分析水柱的高度表示的是净光合速率（填总光合速率或净光合速率）．
（2）夏季去除图甲的水浴装置后，置于自然环境条件下，假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO₂浓度的影响均忽略不计，利用CO₂浓度测定仪测定了该玻璃罩内一昼夜CO₂浓度的变化情况，绘制成如图乙曲线．请问一昼夜中无（有/无）有机物积累．
（3）乙图中EF段形成的原因是光照过强温度过高导致气孔关闭，使光合速率降低；在18或G时有机物的积累最多．
（4）若用甲装置来测定温度对绿色植物的呼吸速率的影响，首先烧杯中应该加入试剂氢氧化钠溶液，其次还要将甲装置遮光处理．

Answer 1

分析 分析图解：图甲实验装置中，如果烧杯中放置二氧化碳缓冲液，并且提供光照，该缓冲液可以为光合作用提供稳定的二氧化碳来源，此时装置中变化的气体是氧气，因此左侧的水柱高度能够表示净光合速率强度；如果烧杯中放置NaOH溶液，并且提供黑暗条件，由于该溶液可以吸收装置中的二氧化碳，因此变化的气体量仍为氧气量，此时该值可以表示呼吸速率．
图乙中，AC段植物只进行呼吸作用，C0₂含量上升；CD段，光合作用速率小于呼吸作用速率，C0₂浓度上升；D点时，光合作用速率等于呼吸作用速率；DG段，光合作用速率大于呼吸作用速率，C0₂含量减少；G点时，光合作用速率等于呼吸作用速率；GH段，光合作用速率小于呼吸作用速率，C0₂含量上升．

解答 解：（1）图甲实验装置中，如果烧杯中放置二氧化碳缓冲液，并且提供光照，该缓冲液可以为光合作用提供稳定的二氧化碳来源，此时装置中变化的气体是氧气，因此左侧的水柱高度能够表示净光合速率强度．
（2）由图可知，H点高于A点，罩内CO₂浓度升高，可知呼吸作用量大于光合作用量，因此没有有机物积累，植物不能生长．
（3）中午光照过强，温度过高导致气孔关闭，吸收CO₂少，使光合速率降低．图中DG段二氧化碳量处于下降趋势，表明光合作用速率大于呼吸作用速率，C0₂含量减少；但是到G点之后光合作用将小于呼吸作用，因此在G点时有机物积累最多．
（4）测定呼吸作用要排除光照的影响，故需要遮光处理，同时还需要加入氢氧化钠溶液吸收呼吸作用产生的CO₂．
故答案为：
（1）净光合速率       
（2）无
（3）光照过强温度过高导致气孔关闭，使光合速率降低       18或G
（4）氢氧化钠溶液      遮光

点评 本题考查了探究光合速率和呼吸速率的实验设计等方面的知识，意在考查考生分析实验装置的能力和实验设计的能力，具有一定的难度，对考生的能力要求较高．考生要能够明确NaHCO₃溶液和NaOH溶液在该探究实验中的作用；并且能够从曲线中获取有效解题信息．