Question

請(qǐng)閱讀下列有關(guān)光合作用的測(cè)定方法的相關(guān)資料，回答相應(yīng)問(wèn)題．
（1）氣體體積變化法--測(cè)光合作用產(chǎn)生O₂（或消耗CO₂）的體積．

圖1是探究綠色植物光合作用速率的實(shí)驗(yàn)示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度，該裝置置于20℃環(huán)境中．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X．20min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位置X處．據(jù)此回答下列問(wèn)題：
①若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量清水，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，20min后，要使水滴維持在位置X處，針筒的容量

 

（需向左/需向右/不需要）調(diào)節(jié)．
②若以釋放出的氧氣量來(lái)代表凈光合作用速率，該植物的凈光合作用速率是

 

mL/h．
③若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量濃氫氧化鈉溶液，在20℃、無(wú)光條件下，30min后，針筒的容量需要調(diào)至0.1mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在X處．則在有光條件下該植物的實(shí)際光合速率是

 

mL/h．
（2）黑白瓶法--測(cè)溶氧量的變化
例某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓�泊的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對(duì)黑白瓶中，剩余的水樣測(cè)得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶．將它們分別置于六種不同的光照條件下，分別在起始和24小時(shí)后測(cè)定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下：

光照強(qiáng)度（klx）	O（黑暗）	a	b	c	d	e
白瓶溶氧量（mg/L）	3	10	16	24	30	30
黑瓶溶氧量（mg/L）	3	3	3	3	3	3

①黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的原因是

 

；該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O₂量為

 

mg/L?24h．
②當(dāng)光照強(qiáng)度為c時(shí)，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為

 

mg/L?24h．
③光照強(qiáng)度至少為

 

（填字母）時(shí)，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需．
（3）蘆薈具有一種特殊的CO₂同化方式：夜間氣孔開(kāi)放，吸收CO₂轉(zhuǎn)化成蘋(píng)果酸儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋(píng)果酸分解釋放CO₂參與光合作用，如圖2、圖3．芥蘭的CO₂利用過(guò)程如圖4，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：
①蘆薈夜晚不能合成C₆H₁₂O₆，原因是缺少暗反應(yīng)所需的

 

．白天蘆薈進(jìn)行光合作用所利用的CO₂的來(lái)源于

 

．
②在白天10：00時(shí)，突然升高環(huán)境中CO₂的濃度，短時(shí)間內(nèi)蘆薈和芥蘭細(xì)胞中C₃酸含量的變化分別是

 

、

 

．若白天在某時(shí)刻忽然發(fā)現(xiàn)蘆薈植物細(xì)胞中C₆H₁₂O₆含量增加，則可能是由于

 

（環(huán)境因素）造成的．
③蘆薈氣孔開(kāi)、閉的特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，推測(cè)其生活環(huán)境的特點(diǎn)是

 

．從進(jìn)化角度看，這種特點(diǎn)的形成是

 

的結(jié)果．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細(xì)胞呼吸的過(guò)程和意義

專(zhuān)題：

分析：圖一實(shí)驗(yàn)裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度，因此實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)的氣體變化量表示氧氣量．此值為表觀(guān)光合速率（即凈光合速率）．
黑白瓶法常用于水中生物光合速率的測(cè)定．白瓶就是透光瓶，里面可進(jìn)行光合作用和呼吸作用．黑瓶就是不透光瓶，只能進(jìn)行呼吸作用．在相同條件下培養(yǎng)一定時(shí)間，黑瓶中所測(cè)得的數(shù)據(jù)可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中含氧量的變化可以確定表觀(guān)光合作用量，然后就可以計(jì)算出總光合作用量．

解答： 解：（1）①清水不能維持二氧化碳濃度穩(wěn)定，由光合作用反應(yīng)式可知，吸收的二氧化碳量等于釋放的氧氣量，瓶?jī)?nèi)氣壓不變，無(wú)需調(diào)節(jié)．
②由于裝置中二氧化碳量能夠維持穩(wěn)定，因此裝置中氣體量變化為光合作用氧氣的凈釋放量，由此計(jì)算凈光合速率，凈光合速率為（0.6-0.2）×3/h，即1.2/h．
③濃氫氧化鈉溶液可以吸收裝置中的二氧化碳，因此裝置中氣體量變化表示有氧呼吸消耗的氧氣量．因此據(jù)題意，用氧氣量表示，呼吸速率為（0.2-0.1）/0.5h．即0.2/h，所以實(shí)際光合速率=凈光合速率+呼吸速率=0.2+1.2=1.4 （mL/h）．
（2）①黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的原因是：黑瓶沒(méi)有光照，植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧，其中的生物呼吸消耗氧氣，該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O₂量為：原初溶解氧-24小時(shí)后氧含量，即10-3=7（mg/L?24h）．
②當(dāng)光照強(qiáng)度為c時(shí)，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量即為總光合作用量=凈光合作用量+呼吸作用消耗量=（24-10）+7=21mg/L?24h．
③光照強(qiáng)度為a klx時(shí)，白瓶中溶氧量不變，說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生的氧剛好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照強(qiáng)度為a klx時(shí)，該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動(dòng)態(tài)平衡．
（3）①由于夜晚時(shí)光反應(yīng)不能進(jìn)行，暗反應(yīng)缺少[H]和ATP，不能合成葡萄糖．白天蘆薈光合作用利用的CO₂的來(lái)源有蘋(píng)果酸分解和細(xì)胞呼吸．
②白天蘆薈不利用空氣中CO₂進(jìn)行光合作用，所以環(huán)境中CO₂濃度降低對(duì)其沒(méi)有影響，而芥蘭白天利用空氣中CO₂進(jìn)行光合作用，所以環(huán)境CO₂濃度降低導(dǎo)致C₃含量下降．
③由于白天氣孔關(guān)閉，可保護(hù)植物減少水分散失，其生活環(huán)境是炎熱干旱環(huán)境，這是自然選擇的結(jié)果．
故答案為：
（1）①不需要        ②1.2（mL/h）     ③1.4（mL/h）
（2）①黑瓶中植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧，生物呼吸消耗氧氣      7       ②21      ③a
（3）①ATP、[H]白天蘆薈進(jìn)行光合作用所利用的CO₂一部分來(lái)源蘋(píng)果酸分解
②蘆薈基本不變      芥蘭上升     溫度更接近最適溫度或光照增加
③炎熱干旱          自然選擇

點(diǎn)評(píng)：本題具有一定的綜合性，難度適中，利用氣體體積變化法測(cè)定光合作用產(chǎn)生的氧氣、利用黑白瓶測(cè)定凈光合速率和呼吸速率的實(shí)驗(yàn)考查了影響光合作用的環(huán)境因素等知識(shí)，要求考生具有一定的分析實(shí)驗(yàn)裝置的能力，能夠確定植物的凈光合速率和呼吸速率，進(jìn)而計(jì)算出總光合速率．