Question

【題目】下圖甲為測(cè)定光合速率的裝置，在密封的試管內(nèi)放一新鮮葉片和CO2緩沖液（維持試管內(nèi)CO2濃度不變），試管內(nèi)氣體體積的變化可根據(jù)毛細(xì)刻度管內(nèi)紅色液滴的移動(dòng)距離測(cè)得。在不同強(qiáng)度的光照條件下，測(cè)得的氣體體積變化如下圖乙所示。假如實(shí)驗(yàn)過程中光照不對(duì)光合作用之外的其他生理過程產(chǎn)生影響，請(qǐng)回答：

（1）實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的氣體是指________。若實(shí)驗(yàn)中光照強(qiáng)度由弱到強(qiáng)控制，則毛細(xì)刻度管中紅色液滴的移動(dòng)方向是____________。當(dāng)光照強(qiáng)度由25 klx提高到30klx時(shí)，紅色液滴的移動(dòng)狀態(tài)是_____________________。

（2）當(dāng)光照強(qiáng)度控制在5 klx時(shí)，該植物葉片1h光合作用產(chǎn)生的氣體量為_____________mL．若此時(shí)植物葉片的呼吸熵（細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2和消耗的O2的比值）為0．8，則植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，植物還需從試管中吸收CO2___________mL．

（3）為了防止無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，本實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組在實(shí)驗(yàn)裝置上的區(qū)別是________________________________。假如光照強(qiáng)度控制在5 klx時(shí)，對(duì)照組紅色液滴向右移動(dòng)了相當(dāng)于2mL氣體體積的一小段距離，則該植物葉片1h光合作用產(chǎn)生的氣體量為_____________mL．

（4）假如該植物細(xì)胞呼吸只利用葡萄糖，如果要用圖甲裝置來監(jiān)測(cè)植物是否進(jìn)行了無氧呼吸，則除了要對(duì)整個(gè)裝置_______________外，還應(yīng)對(duì)該裝置要作的變動(dòng)的是_____________________。如果實(shí)驗(yàn)中不考慮其他因素影響，紅色液滴在20分鐘內(nèi)移動(dòng)了相當(dāng)于1mol氣體變化體積的距離，則該植物無氧呼吸消耗葡萄糖的速率為___________________mol/h。

Answer 1

【答案】氧氣 先向左然后向右 保持向右且速率基本不變 100 60 將新鮮葉片改為經(jīng)消毒的死葉片 98 遮光（置于黑暗下） 將CO2緩沖液換成蒸餾水 1．5

【解析】

分析裝置圖和曲線圖是本題解答的關(guān)鍵。圖1裝置中CO2緩沖液能夠?yàn)槿~片光合作用提供穩(wěn)定的二氧化碳，因此裝置中氣體量變化為氧氣量的變化。結(jié)合曲線圖，在光照強(qiáng)度為0時(shí)，由于只進(jìn)行呼吸作用液滴向左移動(dòng)；在光照強(qiáng)度為2.5千勒克斯時(shí)，光合作用等于呼吸作用，裝置中液滴不動(dòng)；在光照強(qiáng)度為大于2千勒克斯時(shí)，光合作用大于呼吸作用，裝置中液滴右移。

（1）二氧化碳緩沖液可以維持試管中二氧化碳量的恒定，因此試管中氣體含量的變化就是氧氣的變化。據(jù)上分析可知，在光照強(qiáng)度小于2.5千勒克斯時(shí)，光合作用小于呼吸作用，裝置中液滴向左移動(dòng)，在光照強(qiáng)度大于2.5千勒克斯時(shí)，光合作用大于呼吸作用，裝置中液滴向右移動(dòng)。當(dāng)光照強(qiáng)度由25 klx提高到30klx時(shí)，光合速率不再增加，但還在釋放氧氣，故紅色液滴保持向右且速率基本不變。

（2）由于總光合量=凈光合量+呼吸量，當(dāng)光照強(qiáng)度控制在5 klx時(shí)，該植物葉片1h光合作用產(chǎn)生的氧氣氣體量為50+50=100mL。若此時(shí)植物葉片的呼吸熵（細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2和消耗的O2的比值）為0．8，則呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳=50×0.8=40mL，植物光合作用消耗的二氧化碳是100mL，故除自身呼吸提供的CO2外，植物還需從試管中吸收60mL CO2。

（3）為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具說服力，本實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即把新鮮葉片改為經(jīng)消毒的死葉片進(jìn)行對(duì)照，以排除溫度、大氣壓等環(huán)境中的物理因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。假如光照強(qiáng)度控制在5 klx時(shí)，對(duì)照組紅色液滴向右移動(dòng)了相當(dāng)于2mL氣體體積的一小段距離，則該植物葉片1h光合作用產(chǎn)生的氣體量為100-2=98mL。

（4）若要用圖甲裝置來監(jiān)測(cè)植物是否進(jìn)行了無氧呼吸，則除了要對(duì)整個(gè)裝置遮光外，還應(yīng)將該裝置中CO2緩沖液換成蒸餾水。紅色液滴在20分鐘內(nèi)移動(dòng)了相當(dāng)于1mol氣體變化體積的距離，說明無氧呼吸1h可產(chǎn)生3mol的二氧化碳，則該植物無氧呼吸消耗葡萄糖的速率為3÷2=1.5mol/h。