Question

3．有多種方法可以測(cè)定植物的光合作用速率．請(qǐng)回答一下相關(guān)問(wèn)題：

（1）在光照適宜、溫度恒定的條件下，圖一的試驗(yàn)裝置為密閉容器，圖一中的曲線(xiàn)為測(cè)量一小時(shí)內(nèi)該容器中CO₂的變化量．圖一中A～B段，葉綠體內(nèi)ADP含量最高的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)．導(dǎo)致A～B段曲線(xiàn)變化的主要原因是光合速率大于呼吸速率．該綠色植物前30分鐘實(shí)際光合作用的平均速率為146ppmCO₂/min．
（2）某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況，設(shè)計(jì)了由透明的玻璃罩構(gòu)成的小室（如圖二A所示；其中CO₂緩沖液可以吸收和提供CO₂，保證瓶中CO₂恒定）．
①將該裝置放在自然環(huán)境下，測(cè)定夏季一晝夜小室內(nèi)植物氧氣釋放速率的變化，得到如圖二B所示曲線(xiàn)，那么影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度、溫度，影響a點(diǎn)變化的內(nèi)因是酶的活性下降；裝置中氧氣濃度最高的時(shí)間是18（或g）點(diǎn)；圖中裝置刻度管中液滴移到最左點(diǎn)是在曲線(xiàn)中的c點(diǎn)．
②在試驗(yàn)過(guò)程中某段光照時(shí)間內(nèi)，記錄液滴的移動(dòng)，獲得以下數(shù)據(jù)：

每隔一定時(shí)間記錄一次刻度數(shù)據(jù)
…	24	29	32	34	38	…

該組試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在B曲線(xiàn)的def或df段獲得的．
③為了使試驗(yàn)的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，還應(yīng)該設(shè)置試驗(yàn)的對(duì)照組（或?qū)φ諏?shí)驗(yàn)）．
④如果要測(cè)定該植物呼吸作用的速率，怎樣利用該裝置設(shè)計(jì)試驗(yàn)？
設(shè)計(jì)試驗(yàn)：將此裝置遮光（或遮光并將緩沖液換成NaOH溶液），其他條件相同且適宜，每隔一定時(shí)間記錄刻度數(shù)據(jù)．

Answer 1

分析 分析題圖：圖甲中，在30分鐘時(shí)二氧化碳濃度最低，說(shuō)明此時(shí)光合速率等于呼吸速率．圖乙A中，液滴的移動(dòng)只與密閉小室中的氧氣的變化有關(guān)．圖乙B中，c、g表示光補(bǔ)償點(diǎn)，de段下降的原因是氣孔部分關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)不足導(dǎo)致光合作用下降．

解答 解：（1）光反應(yīng)的場(chǎng)所是類(lèi)囊體膜，消耗ADP產(chǎn)生ATP，暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，消耗ATP產(chǎn)生ADP，所以，葉綠體內(nèi)ADP含量最高的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)．A～B段容器中CO₂逐漸被光合作用消耗，導(dǎo)致A～B段CO₂濃度不斷減降低，即A～B段曲線(xiàn)變化的主要原因是光合速率大于呼吸速率．分析題圖甲曲線(xiàn)可知，前30分鐘凈光合作用強(qiáng)度是（3620-220）÷30=113.3ppm/min，呼吸作用強(qiáng)度是（1200-220）÷30=32.7ppm/min，因此，該綠色植物前30分鐘實(shí)際光合作用的平均速率為113.3+32.7=146ppm/min．
（2）①影響光合作用的因素主要有光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等．圖A是密閉裝置，內(nèi)有二氧化碳緩沖液，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程中二氧化碳濃度始終保持相對(duì)穩(wěn)定，那么影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度和溫度．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)呼吸速率降低，原因是溫度低，酶的活性下降．圖B中g(shù)點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用相等，超過(guò)該點(diǎn)將消耗氧氣，所以18（或g）點(diǎn)時(shí)儲(chǔ)存氧氣最多．裝置刻度管中液滴移動(dòng)是由氧氣的增減造成的，只在氧氣不斷消耗的過(guò)程中液滴會(huì)左移．圖B中c點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用相等，超過(guò)該點(diǎn)將釋放氧氣，所以c點(diǎn)時(shí)儲(chǔ)存氧氣最低點(diǎn)．
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，單位時(shí)間內(nèi)液滴移動(dòng)的距離先減小后增大，與圖中的df段相符合．
③為避免實(shí)驗(yàn)誤差，需要設(shè)置對(duì)照空白實(shí)驗(yàn)．
④如果要測(cè)定該植物呼吸作用的速率，需要將此裝置遮光（或遮光并將緩沖液換成NaOH溶液），其他條件相同且適宜，每隔一定時(shí)間記錄刻度數(shù)據(jù)．
故答案為：
（1）葉綠體基質(zhì)　光合速率大于呼吸速率　146　
（2）①光照強(qiáng)度、溫度　酶的活性下降　18（或g）　c　
②def或df　
③對(duì)照組（或?qū)φ諏?shí)驗(yàn)）　
④將此裝置遮光（或遮光并將緩沖液換成NaOH溶液），其他條件相同且適宜，每隔一定時(shí)間記錄刻度數(shù)據(jù)

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合題圖，考查光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記光合作用的具體過(guò)程、場(chǎng)所，掌握影響光合速率的因素及相關(guān)曲線(xiàn)圖，能正確分析題圖，再結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．