Question

提高光合速率可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，光合作用過程需要許多酶的催化作用，科學(xué)家通過對(duì)有關(guān)酶及相關(guān)基因的研究，在野生植物體內(nèi)找到了影響光合速率的主要基因并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，得到了某種轉(zhuǎn)基因作物．某高二生物興趣小組設(shè)計(jì)了如下裝置開展了對(duì)該轉(zhuǎn)基因作物光合強(qiáng)率測(cè)試的研究課題．請(qǐng)分析并回答下列有關(guān)問題：

（1）要測(cè)量植物的真正的光合速率，可以用此裝置實(shí)驗(yàn)測(cè)得的

 

來表示．在植物體內(nèi)，氧氣產(chǎn)生于

 

中，在

 

中消耗；還原氫產(chǎn)生于

 

（場(chǎng)所），消耗于

 

（場(chǎng)所）．
（2）第一步：測(cè)定植物的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，方法步驟：
①取兩個(gè)相同的組合裝置（如上圖所示），編號(hào)甲、乙．其中裝置甲中

 

，乙裝置中

 

．
②

 

．
③

 

．
④

 

．
（3）第二步：測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度，方法步驟基本同上，但不同的處置有：
①

 

；
②

 

．

實(shí)驗(yàn)	裝置	實(shí)驗(yàn)30分鐘后紅墨水滴移動(dòng)情況
測(cè)定植物呼吸速率	甲裝置	（填左移或右移）1.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米
測(cè)定植物凈光合速率	甲裝置	（填左移或右移）4.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米

（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水滴移動(dòng)情況：
（5）假設(shè)紅墨水滴每移動(dòng)1cm，植物體內(nèi)葡萄糖增加或減少1g，那么該植物的細(xì)胞呼吸速率（分解葡萄糖速率）是

 

g/h．白天光照15小時(shí)，一晝夜葡萄糖的積累量是

 

（不考慮晝夜溫差影響）．

Answer 1

考點(diǎn)：細(xì)胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：本題主要考查影響光合作用的環(huán)境因素．
1、溫度對(duì)光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱．
2、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．
3、光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．

解答： 解：（1）用此裝置測(cè)量植物的真正光合作用速率，可以用細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量+釋放的氧氣量來表示．在植物體內(nèi)，氧氣產(chǎn)生于葉綠體中，在線粒體中消耗；還原氫產(chǎn)生于葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（場(chǎng)所），消耗于葉綠體（基質(zhì)）、線粒體（內(nèi)膜）．
（2）第一步，測(cè)定植物的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)變量是能否進(jìn)行呼吸作用．方法步驟如下：①取兩個(gè)相同的組合裝置（如上圖所示），編號(hào)甲、乙．其中裝置甲中裝有活的轉(zhuǎn)基因植物，乙裝置中裝有相同的但已死亡的轉(zhuǎn)基因植物作為對(duì)照；②向甲乙兩裝置的D中都均放入等量相同適宜濃度的NaOH溶液．③將裝置甲、乙的玻璃鐘罩遮光處理，放在溫度等相同環(huán)境中．④30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度．
（3）第二步，測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度，方法步驟是：①甲、乙兩裝置的D中都放入NaHCO₃溶液，裝置乙作對(duì)照組；②將裝置甲、乙放在光照充足、溫度等相同的環(huán)境中．
（4）測(cè)定植物細(xì)胞呼吸速率時(shí)，實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液可以吸收二氧化碳，所以消耗的氧氣使密閉環(huán)境中氣體減少，壓強(qiáng)降低，水滴向左移動(dòng)．測(cè)定光合作用速率時(shí)，實(shí)驗(yàn)中NaHCO₃溶液可以釋放二氧化碳，所以產(chǎn)生的氧氣使密閉環(huán)境中氣體增加，壓強(qiáng)升高，水滴向右移動(dòng)．
（5）測(cè)定植物細(xì)胞呼吸速率時(shí)，對(duì)照組右移0.5厘米，實(shí)驗(yàn)組左移1.5厘米，說明實(shí)驗(yàn)30分鐘后細(xì)胞呼吸使水滴左移2厘米，所以每小時(shí)分解葡萄糖4g；測(cè)定光合作用速率時(shí)，水滴移動(dòng)的速率為2×（4.5-0.5）=8厘米/小時(shí)，所以每天的積累量為8×15-（24-15）×4=84g．
故答案為：
（1）單位時(shí)間內(nèi)植物細(xì)胞呼吸耗氧量+單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際測(cè)得光合作用釋放的氧氣量         葉綠體    線粒體     葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體       葉綠體（基質(zhì)）、線粒體（內(nèi)膜）
（2）①甲中裝有活的轉(zhuǎn)基因植物      乙中裝有相同的但已死亡的轉(zhuǎn)基因植物作為對(duì)照     
②向甲乙兩裝置的D中都均放入等量相同適宜濃度的NaOH溶液
③將裝置甲、乙的玻璃鐘罩遮光處理，放在溫度等相同的環(huán)境中
④30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度
（3）①將裝置中的NaOH溶液改為等量相同適宜濃度的NaHCO₃ 溶液
②將裝置甲、乙均放在相同的光照充足、溫度適宜等環(huán)境中
（4）左移     右移         （5）4     84

點(diǎn)評(píng)：本題意在考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力．光合作用過程是考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)，可以通過流程圖分析，表格比較，典型練習(xí)分析強(qiáng)化學(xué)生的理解．要注意，對(duì)于綠色植物來說，在有光的條件下可以進(jìn)行光合作用，也可以進(jìn)行細(xì)胞呼吸，在黑暗條件下只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究細(xì)胞呼吸與光合作用的關(guān)系．光合作用合成有機(jī)物，而呼吸作用分解有機(jī)物．光合作用為呼吸作用提供有機(jī)物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．