Question

20．某研究小组以大豆为材料进行相关实验研究，实验过程与结果如图所示．请据图回答下列问题：

（1）由图甲可推知，曲线Ⅱ中，当光照强度达到B点后，影响光合速率的主要外界因素是温度．
（2）种植大豆的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化如图乙所示．C→F段，叶绿体内ADP含量最高的场所是叶绿体基质，一昼夜内有机物积累最多的点是F（填字母）．
（3）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图丙），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移．在适宜光照下照射12h后，从左右两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）．则b与a的差值所代表的是12h内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量．请写出导致叶片左侧遮光部分重量变化的主要反应式：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（4）在一定的条件下，可用图丁所示装置来探究光照强度对光合作用强度的影响．根据该图的材料及设置，可以确定该实验的因变量是单位时间内叶片上浮的数量，该实验的自变量可通过调节光照强度（烧杯与灯之间的距离）进行调控．

Answer 1

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）对照组之间只能有一个变量不同，曲线Ⅱ与Ⅲ对照，温度是自变量，与Ⅰ对照，二氧化碳浓度是自变量；比较曲线Ⅰ和Ⅱ，当光照强度达到饱和点后，因CO₂足量，因此光照强度、二氧化碳浓度不是影响光合作用的因素，影响光合作用速率的主要外界因素应为温度．
（2）C→F段不断进行光合作用，ATP参加叶绿体基质的暗反应，形成ADP，再转移到叶绿体囊状结构薄膜参加光反应，再生成ATP，因此，叶绿体内ADP含量最高的场所是叶绿体基质．F点之前植物的净光合速率大于0，植物一直在积累有机物，F点之后净光合速率小于0，植物开始消耗有机物，故一昼夜内有机物积累最多的点是F．
（3）假设两侧截取同等面积的叶片原来干物质量为c，在适宜光照下照射12小时后，左侧呼吸量为：c-a；右侧净光合量为：b-c；由于左右对称，所以右侧呼吸量也是c-a；那么右侧实际光合量=净光合量+呼吸量=（b-c）+（c-a）=b-a．所以b-a代表12h内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量．导致叶片左侧遮光部分重量变化的主要反应式，即有氧呼吸的总反应式：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（4）该实验目的是探究光照强度对光合作用强度的影响，实验的自变量的光照强度，可以通过移动烧杯与灯之间的距离来控制光照强度；因变量是光合作用强度，由于光合作用过程中产生氧气，氧气可以使沉于水底的圆叶片上浮，因此可以根据单位时间内叶片上浮的数量判断光合作用强度大小．
故答案应为：
（1）温度  
（2）叶绿体基质                  F     
（3）光合作用制造的有机物总量            C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量
（4）单位时间内叶片上浮的数量          光照强度（烧杯与灯之间的距离）

点评 本题考查光合作用和呼吸作用的场所和物质变化，以及影响光合作用的环境因素等相关知识，意在考查考生的识记能力、析图能力和实验设计能力，难度适中．