Question

6．某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用強(qiáng)度．某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了對該轉(zhuǎn)基因作物光合強(qiáng)度測試的研究課題，設(shè)計(jì)了如圖1裝置．請你利用下列裝置完成光合作用強(qiáng)度的測試實(shí)驗(yàn)，并分析回答有關(guān)問題．

注：A為開關(guān)；B為玻璃鐘罩；C為轉(zhuǎn)基因作物；D為燒杯（內(nèi)裝有NaHCO₃或NaOH溶液）；E為紅墨水滴；F為直尺
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）先測定植物的呼吸作用強(qiáng)度，甲乙裝置D中應(yīng)放入NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)組是甲裝置，方法步驟是：（略）
（2）測定植物的凈光合作用強(qiáng)度，甲乙裝置D中應(yīng)放入NaHCO₃溶液，對照組是乙裝置，方法步驟是：（略）
（3）實(shí)驗(yàn)操作30分鐘后，記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動情況：

		實(shí)驗(yàn)30分鐘后紅墨水滴移動情況
測定植物 呼吸作用	甲裝置	左（填左或右）移1.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米
測定植物凈 光合作用	甲裝置	右（填左或右）移4.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米

假設(shè)紅墨水滴每移動1cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1g．那么該植物的呼吸作用速率是4g/小時(shí)．白天光照15小時(shí)，一晝夜葡萄糖的積累量是84g．（不考慮晝夜溫差影響）
（4）從圖2中可以看出，光合作用速率最大時(shí)的溫度為30℃．假設(shè)每天光照12小時(shí)，最有利于植物生長的溫度是20℃．

Answer 1

分析 分析題圖：碳酸氫鈉溶液能為植物光合作用提供二氧化碳，并在實(shí)驗(yàn)過程中起到維持密閉裝置中二氧化碳濃度的恒定作用；氫氧化鈉溶液能除去密閉裝置中的二氧化碳．測定植物細(xì)胞呼吸時(shí)，植物吸收氧氣，產(chǎn)生二氧化碳（被NaOH吸收），因此體積減小，液滴左移．測定凈光合作用時(shí)，植物在光下產(chǎn)生氧氣，使容器體積增大，液滴右移．

解答 解：（1）這是關(guān)于光合作用強(qiáng)度測試的實(shí)驗(yàn)題，解決這個(gè)問題要測光合作用強(qiáng)度，必須先測呼吸作用強(qiáng)度，在測呼吸作用強(qiáng)度時(shí)一定要將實(shí)驗(yàn)裝置置于黑暗條件下，使植物只進(jìn)行呼吸作用．用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內(nèi)的CO₂，植物呼吸作用消耗一定量O₂釋放等量CO₂，而CO₂被NaOH溶液吸收，根據(jù)玻璃鐘罩內(nèi)氧氣體積的減少量即可測呼吸作用強(qiáng)度．
（2）凈光合作用強(qiáng)度的測試實(shí)驗(yàn)要滿足光合作用的條件，充足的光照、一定濃度的CO₂由NaHCO₃溶液提供，光合作用過程中消耗一定量CO₂釋放等量O₂，而CO₂由NaHCO₃溶液提供，因此玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的變化只受O₂釋放量的影響而不受CO₂氣體減少量的影響．
（3）若該裝置測定細(xì)胞呼吸作用強(qiáng)度時(shí)，液滴的移動就來自于氧氣的吸收量，液滴向左移動；若該裝置測定植物的凈光合作用強(qiáng)度時(shí)，液滴的移動就來自于氧氣的釋放量，液滴向右移動．對照實(shí)驗(yàn)裝臵乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素如溫度變化等對實(shí)驗(yàn)影響的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)裝臵甲同樣也受環(huán)境因素的影響因此植物呼吸作用消耗O₂量等于玻璃鐘罩內(nèi)氧氣體積的改變量即1.5+0.5=2g/半小時(shí)，根據(jù)凈光合作用的測定值是4.5-0.5=4g/半小時(shí)，白天光照15小時(shí)的凈光合作用量是4×2×15=120g，一晝夜葡萄糖的積累量是15小時(shí)光合作用實(shí)際量減去24小時(shí)呼吸作用消耗量等同于15小時(shí)的凈光合作用量減去9小時(shí)的呼吸作用消耗量即8×15-4×9=84g．
（4）光合作用強(qiáng)度=凈光合作用強(qiáng)度+呼吸作用強(qiáng)度，最大的光合作用強(qiáng)度在30℃，是3.5+3=6．因?yàn)榘滋旌谝苟际?2小時(shí)，所以最有利于生長的溫度的計(jì)算公式就是：凈光合作用強(qiáng)度×12-呼吸作用強(qiáng)度×12=（凈光合作用強(qiáng)度-呼吸作用強(qiáng)度）×12，差值最大的就是在20℃，（3.25-1.5）×12=21．
故答案為：
（1）NaOH溶液
（2）NaHCO₃溶液
（3）左 右  4 84
（4）30℃20℃

點(diǎn)評 本題主要考查光合作用與呼吸作用的相關(guān)知識，意在考查考生分析曲線獲取有效信息的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容和計(jì)算能力．