Question

15．某生物興趣小組的同學(xué)利用下列裝置研究CO₂含量和光照強(qiáng)度對(duì)大豆光合作用的綜合影響．實(shí)驗(yàn)時(shí)用生長(zhǎng)發(fā)育狀況一致的大豆植株在室溫25℃下進(jìn)行，通過(guò)緩沖液調(diào)節(jié)保持密閉空間內(nèi)CO₂濃度的相對(duì)恒定．對(duì)各組實(shí)驗(yàn)裝置精確測(cè)量的液滴移動(dòng)數(shù)值記錄于下表．根據(jù)圖表分析回答：

組別	實(shí)驗(yàn)條件		液滴移動(dòng) （mm/h）
	光照（lx）	CO2（%）
…	…	…	…
6	800	0.03	右移60
7	1000	0.03	右移90
8	1000	0..05	右移112
9	1500	0.05	右移112
10	1500	0.05	右移90
…	…	…	…

（1）在較強(qiáng)光照下，每組裝置中液滴右移的生理原因是光合作用產(chǎn)生的O₂量大于呼吸作用消耗的O₂量．第8、9組的結(jié)果相同，限制第9組裝置光合作用的主要因素是CO₂濃度．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)裝置中CO₂濃度為0.03%時(shí)，光照強(qiáng)度增大到1000lx時(shí)，光合作用速度不再增加．
（3）若給大豆苗添加H₂¹⁸O，一段時(shí)間后，密閉裝置內(nèi)能否出現(xiàn)¹⁸O₂？能并請(qǐng)說(shuō)明理由光反應(yīng)水分解產(chǎn)生¹⁸O₂．
（4）若將該裝置放置于黑暗條件下，則裝置中毛細(xì)刻度管內(nèi)的液滴應(yīng)向左方向移動(dòng)，為什么？因?yàn)楹诎禇l件下只能進(jìn)行呼吸作用，消耗裝置內(nèi)的O₂，產(chǎn)生的CO₂被緩沖溶液吸收，氣體減少，氣壓降低
（5）若在第6、7組之間增加一組實(shí)驗(yàn)，光強(qiáng)為800lx，CO₂為0.05%，預(yù)期這一條件下裝置中液滴向右移動(dòng)的范圍是60～112 mm/h之間．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：實(shí)驗(yàn)中植物既進(jìn)行呼吸作用也進(jìn)行光合作用．當(dāng)呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度時(shí)，氧氣減少而二氧化碳增多，但多余的二氧化碳會(huì)被緩沖液吸收，所以氣體總量減少，液滴會(huì)左移；當(dāng)呼吸作用強(qiáng)度小于光合作用強(qiáng)度時(shí)，氧氣增多而二氧化碳減少，但緩沖液能維持環(huán)境中二氧化碳的濃度，所以氣體總量增加，液滴會(huì)右移．表格中可以看出，通過(guò)改變光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度來(lái)觀察液滴的移動(dòng)距離．

解答 解：（1）當(dāng)光合作用大于呼吸作用時(shí)，產(chǎn)生的氧氣大于呼吸作用消耗，而二氧化碳量由緩沖液進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此使表格中每組裝置中液滴均右移．6、7兩組實(shí)驗(yàn)可為一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度，二氧化碳濃度相同；8、9兩組可視為一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，自變量為光照強(qiáng)度，但是液滴移動(dòng)的距離相等，說(shuō)明已經(jīng)達(dá)到光飽和點(diǎn)，因此限制因素為CO₂濃度．
（2）圖中第6、7組的二氧化碳濃度不變，光照強(qiáng)度不同，因此此時(shí)限制光合作用的主要因素是光照強(qiáng)度；第7、8兩組的光照強(qiáng)度相同，二氧化碳濃度不同，因此此時(shí)限制光合作用速度的主要因素是二氧化碳濃度．當(dāng)裝置中CO₂濃度為0.03%時(shí)，光照強(qiáng)度增大到1000klx 時(shí)，光合作用速度不再增加．
（3）若給植株添加H₂¹⁸O，該水將會(huì)用于光合作用的光反應(yīng)，光反應(yīng)中水發(fā)生光解產(chǎn)生氧氣和[H]，因此一段時(shí)間后空氣中能檢測(cè)到¹⁸O₂．
（4）若將該裝置放置于黑暗條件下，則短時(shí)間內(nèi)裝置中毛植物只能進(jìn)行呼吸作用．由于呼吸作用過(guò)程中吸收氧氣，釋放二氧化碳，CO₂被緩沖液吸收，因此導(dǎo)致裝置中氣體總量減少，使細(xì)刻度管內(nèi)的液滴向左方向移動(dòng)．
（5）圖中第6組的二氧化碳濃度為0.03%，光照強(qiáng)度800klx時(shí)，液滴右移60mm/h；比較第8、9組，發(fā)現(xiàn)二氧化碳濃度為0.05%時(shí)，光照強(qiáng)度為1000klx或1500klx時(shí)，液滴都右移112mm/h，說(shuō)明了光強(qiáng)為800lx，CO₂為0.05%，液滴右移最小值為60mm/h、最大值為112mm/h．
故答案為：
（1）光合作用產(chǎn)生的O₂量大于呼吸作用消耗的O₂量  CO₂濃度
（2）1000
（3）能   光反應(yīng)水分解產(chǎn)生¹⁸O₂
（4）左   因?yàn)楹诎禇l件下只能進(jìn)行呼吸作用，消耗裝置內(nèi)的O₂，產(chǎn)生的CO₂被緩沖溶液吸收，氣體減少，氣壓降低
（5）60～112

點(diǎn)評(píng) 本題具有一定的難度，考查影響光合作用的環(huán)境因素、光合作用和呼吸作用過(guò)程中水中氧元素的轉(zhuǎn)移途徑、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)知識(shí)，本題將兩種重要代謝作用的關(guān)系設(shè)計(jì)在一個(gè)密閉的裝置中，同時(shí)又用緩沖液來(lái)調(diào)節(jié)裝置中二氧化碳量，在解題時(shí)能夠運(yùn)用單一變量的原則分析實(shí)驗(yàn)表格．