Question

10．圖甲是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度．該裝置放在20℃環(huán)境中．實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2ml，毛細管內(nèi)的水滴在位置X．30分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至0.6ml的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在X的位置．據(jù)此實驗回答下列問題：

（1）實驗設計中為保證所有植物遺傳性狀的一致性，采用同一植株單細胞克隆獲得植株，這樣做的目的是確保單一變量，消除實驗誤差．
（2）以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是0.8mL/h．
（3）用這一方法測量光合作用速率，比實際的光合速率為低，原因是植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣．
（4）假若將該植物的葉的下表皮涂上一層凡士林，光合作用的速率會大幅度下降，原因是凡士林阻塞部分氣孔，使供應葉的二氧化碳減少，限制光合作用的暗反應．
（5）某同學想探究影響光合作用的因素有哪些，他重新設計了兩個相同的裝置A和B，其中A裝置實驗時是在原實驗的基礎上增強了光照強度，重復上述實驗，結果針筒的容量仍維持在0.6ml讀數(shù)處．在B實驗裝置進行實驗時，只將溫度提升至30℃，重復上述實驗，發(fā)現(xiàn)針筒容量需要調(diào)至0.8ml讀數(shù)才能使水滴維持在X位置上．通過兩個實驗可以得出什么結論？第一次的實驗中所照射的光已達到光飽和點，溫度還沒有達到最適宜的溫度．（從20--30℃的過程中，隨著溫度的升高，光合作用強度不斷升高）．
（6）若想知道該植物的實際光合作用速率，則還需測定出該植株的呼吸作用速率，若仍用該裝置來進行操作，則需作哪些方面的改進？將裝置中的碳酸氫鈉換成氫氧化鈉，實驗時置于暗處進行．
（7）某項研究所得實驗結果如圖乙所示，則Y₁、Y₂、Y₃的差異是由于光波長（或光質(zhì)）影響了光合作用的光反應過程所致．

Answer 1

分析 植物在光照條件下進行光合作用，光合作用分為光反應階段和暗反應階段，光反應階段在葉綠體的類囊體薄膜上進行水的光解，產(chǎn)生ATP和[H]，同時釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應階段三碳化合物的還原，細胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無光都可以進行，為細胞的各項生命活動提供能量．據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）實驗設計中采用同一植株單細胞克隆獲得植株，這樣做的目的是控制單一變量，遵循單一變量原則，消除實驗誤差，確保實驗結果的準確性．
（2）實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細管內(nèi)的水滴在位置X．30分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在X的位置，植物光合作用釋放的氧氣量等于凈積累量加呼吸作用消耗量，所以植物光合作用釋放的氧氣的量是0.8mL/h．
（3）使用圖示方法測得的光合作用速率表示的是凈光合，比實際光合速率要低，因為植物在進行光合作用的同時，還要進行呼吸作用，會消耗氧氣．
（4）將該植物的葉的下表皮涂上一層凡士林，光合作用的速率會大幅度下降，原因是凡士林阻塞部分氣孔，使供應葉的二氧化碳減少，限制光合作用的暗反應，導致光合作用無法進行．
（5）20℃還沒有達到光合作用的最適溫度，所以溫度升高到30℃，植物的光合作用加強，在20℃時，已經(jīng)達到了光飽和點，增加光照強度，光合作用速率也不會再發(fā)生變化．
（6）想知道該植物的實際光合作用速率，則還需測定出該植株的呼吸作用速率，若仍用該裝置來進行操作，則需要將碳酸氫鈉換成氫氧化鈉用來吸收測定二氧化碳的量，同時需要將裝置放置在黑暗環(huán)境中，以避免植物光合作用對實驗結果的影響．
（7）某項研究所得實驗結果如圖乙所示，則Y₁、Y₂、Y₃的差異是由于光波長影響了植物的光反應階段導致的，植物的色素吸收的光波長是不一樣的，光波長不一樣，植物的光合速率會有所不同．
故答案為：
（1）確保單一變量，消除實驗誤差   
（2）0.8  
（3）植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣
（4）凡士林阻塞部分氣孔，使供應葉的二氧化碳減少，限制光合作用的暗反應
（5）第一次的實驗中所照射的光已達到光飽和點，溫度還沒有達到最適宜的溫度．（從20--30℃的過程中，隨著溫度的升高，光合作用強度不斷升高）
（6）將裝置中的碳酸氫鈉換成氫氧化鈉，實驗時置于暗處進行 
（7）光波長（或光質(zhì)）  光反應

點評 本題考查了光合作用和呼吸作用的有關知識，意在考查考生的識圖能力，能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能用數(shù)學方式準確地描述生物學方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．