Question

16．某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況，設(shè)計了由透明的玻璃罩構(gòu)成的小室，如圖A所示．請據(jù)圖回答：

（1）將該裝置放在自然環(huán)境下，測定夏季一晝夜（零點開始）小室內(nèi)植物O₂釋放速率的變化，得到如圖B所示曲線，影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化主要環(huán)境因素是光照強度、溫度（寫兩點）；觀察裝置中液滴的位置，c點時刻的液滴位于起始位置的左側(cè)，裝置刻度管中液滴移到最右點是在一天中的18（或g）點．
（2）在實驗過程中的某段光照時間內(nèi)，記錄液滴的移動情況，獲得以下數(shù)據(jù)：

每隔20分鐘記錄 一次刻度數(shù)據(jù)
	…	24	29	32	34	…

該組實驗數(shù)據(jù)是在B圖曲線的de或fg段獲得的．
（3）e點與f點相比，e點時刻C₃的合成速率慢，與b點相比，a點形成的原因可能是a點時刻溫度較低．
（4）在適宜的溫度和光照條件下，向圖A所示的裝置中通入 ¹⁴CO₂．當(dāng)反應(yīng)進行到0.5s時，¹⁴C出現(xiàn)在C₃中；反應(yīng)進行到5s時，¹⁴C出現(xiàn)在（CH₂O）中．該實驗是通過控制（反應(yīng)）時間（條件）來探究CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，用到的實驗方法為同位素標(biāo)記法．
（5）該組同學(xué)為測定該植物某時間段的O₂產(chǎn)生速率．如何設(shè)置對照實驗？如何處理實驗數(shù)據(jù)？
①簡要寫出對照實驗設(shè)計思路：設(shè)置與A一樣的裝置C，將裝置C置于黑暗條件下，其他條件與A相同，測單位時間（或相同時間）內(nèi)A與C的讀數(shù)．
②數(shù)據(jù)處理：若在單位時間內(nèi)，實驗組讀數(shù)為M，對照組讀數(shù)為N，該植物的真正光合作用速率為M+N．

Answer 1

分析 分析A圖：二氧化碳緩沖液的作用是為植物光合作用提供二氧化碳，同時平衡裝置中的二氧化碳濃度，所以液滴移動的距離代表光合作用釋放的氧氣與呼吸作用消耗氧氣的差值，即凈光合速率．B圖中，ab段植物只進行呼吸作用，由于夜間溫度低，呼吸作用若，氧氣消耗減少；bc段，光合作用強度小于呼吸作用強度，氧氣減少；cg段，光合作用強度大于呼吸作用強度，氧氣增加．

解答 解：（1）影響光合作用的因素主要有光照強度、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，說明實驗過程中二氧化碳濃度始終不變，那么影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素就只有光照強度和溫度．由曲線可知，c光合強度與呼吸強度相等，在此點之前，光合強度小于呼吸強度，小室內(nèi)氧氣濃度降低，液滴左移．裝置刻度管中液滴移動是由氧氣的增減造成的，只在有氧氣釋放，液滴就會右移，所以液滴移到最右點是在一天中的18點．
（2）表格中數(shù)據(jù)表明，氧氣的產(chǎn)生速率在逐漸減小，而在B曲線上所對應(yīng)的區(qū)段是de和fg．
（3）e點與f點相比，e點光合速率慢，消耗的C₃少，那么C₃的合成速率就慢；在B曲線上，a點氧氣的消耗速率最慢，說明此時溫度較低．
（4）在適宜溫度和光照條件下，向圖2所示的裝置通入¹⁴CO₂．當(dāng)反應(yīng)進行到0.5s時，¹⁴C出現(xiàn)在C₃中；反應(yīng)進行到5s時，¹⁴C出現(xiàn)在（CH₂O）中．該實驗是通過控制反應(yīng)時間來探究CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑，其方法為同位素標(biāo)記法．
（5）①用裝置A測定的光合作用的速率會比實際值偏低，因為植物存在呼吸作用．為測定該植物真正光合作用的速率，需設(shè)置對照組，即設(shè)置裝置如A一樣的C組，將C組遮光放在與A相同的環(huán)境條件下，測得呼吸作用的速率．
②測得單位時間內(nèi)，實驗組讀數(shù)為M，對照組讀數(shù)為N，該植物真正光合作用的速率是=凈光合速率+呼吸作用速率=M-N（或M+|N|）．
故答案為：
（1）光照強度、溫度　左　18（或g）
（2）de或fg
（3）慢　a點時刻溫度較低
（4）（反應(yīng)）時間　同位素標(biāo)記法
（5）①設(shè)置與A一樣的裝置C，將裝置C置于黑暗條件下，其他條件與A相同，測單位時間（或相同時間）內(nèi)A與C的讀數(shù)�、贛+N

點評 本題考查光合作用和呼吸作用的場所和物質(zhì)變化，以及影響光合作用的環(huán)境因素等相關(guān)知識，意在考查考生的識記能力、析圖能力和實驗設(shè)計能力，難度適中．