Question

15．圖I所示為科研人員設(shè)計(jì)的“研究光照強(qiáng)度對(duì)某種水草的光合作用的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置．試管中放入相同的水草和等量的0.5%BTB溶液（BTB溶液是酸堿指示劑，偏堿性時(shí)呈藍(lán)色，弱酸性時(shí)呈黃色）．圖II為某種綠色植物葉片的氣孔結(jié)構(gòu)示意圖．研究人員將該葉片放在溫度為15℃的密閉容器中，研究光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系，結(jié)果如圖III所示．請(qǐng)回答：

（1）圖 I實(shí)驗(yàn)經(jīng)過一段時(shí)間后，距離熒光燈60cm處的試管無顏色變化，其余試管都有變化．這說明距離熒光燈60cm處的光照強(qiáng)度為該水草的光補(bǔ)償點(diǎn)（或植物光合作用吸收的CO₂量與呼吸作用釋放的CO₂量相等）．預(yù)期2號(hào)、5號(hào)試管內(nèi)的顏色分別是黃色與藍(lán)色．
（2）圖 II中白天保衛(wèi)細(xì)胞中合成ATP的細(xì)胞器有線粒體、葉綠體．
（3）從圖 II中可以看出兩個(gè)細(xì)胞貼近部分的細(xì)胞壁較厚，伸縮性較小，外側(cè)部分較�。畧D II所示箭頭為炎熱夏季中午細(xì)胞中水分流動(dòng)的總方向，這時(shí)氣孔部分關(guān)閉，推測(cè)此時(shí)保衛(wèi)細(xì)胞可能處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，較短時(shí)間內(nèi)，保衛(wèi)細(xì)胞中三碳化合物的含量變化是減少．
（4）據(jù)圖 III分析，若X代表O₂，在1klx的光照條件下，該葉片在5h小時(shí)內(nèi)由光合作用產(chǎn)生的O₂量約為112mL．影響A點(diǎn)上下移動(dòng)的外界因素主要是溫度．
（5）已知植物光合作用最適溫度為25℃，以下影響圖III中B點(diǎn)向右移動(dòng)的因素有ACD．
A．植物缺鎂
B．溫度上升為25℃
C．溫度低于15℃
D．CO₂濃度下降
E．CO₂濃度提高
（6）若以CO₂吸收量為觀測(cè)指標(biāo)，請(qǐng)?jiān)诖痤}紙的圖中畫出該植物在密閉容器內(nèi)CO₂吸收量的變化曲線．．

Answer 1

分析 影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等．據(jù)圖分析，圖1中，該實(shí)驗(yàn)主要是探究研究光照強(qiáng)度對(duì)某種水草的光合作用的影響，自變量為光照強(qiáng)度，因變量為BTB溶液的顏色變化．圖2中，表示綠色植物氣孔的結(jié)構(gòu)圖，圖示細(xì)胞中水分流動(dòng)的總方向可以判斷這時(shí)氣孔部分關(guān)閉．圖3中，A表示呼吸作用速率，B表示光補(bǔ)償點(diǎn)．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息，BTB溶液偏堿性時(shí)呈藍(lán)色，弱酸性時(shí)呈黃色，并且距離熒光燈60cm處的試管無顏色變化，說明此時(shí)剛好光合強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等．為光補(bǔ)償點(diǎn)．2號(hào)試管距離較遠(yuǎn)光照強(qiáng)度弱，光合速率小于呼吸速率，產(chǎn)生的二氧化碳使溶液呈酸性，而變黃色，而5號(hào)試管由于距離較近光強(qiáng)度大，光合強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，消耗二氧化碳溶液呈堿性而變藍(lán)色．
（2）保衛(wèi)細(xì)胞中含有葉綠體，光合作用與呼吸作用都可以產(chǎn)生ATP，所以圖2中白天保衛(wèi)細(xì)胞中合成ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體、葉綠體．
（3）根據(jù)圖示細(xì)胞中水分流動(dòng)的總方向，這時(shí)氣孔部分關(guān)閉，推測(cè)此時(shí)保衛(wèi)細(xì)胞可能處于質(zhì)壁分離狀態(tài)．氣孔部分關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)不足，固定減少，三碳化合物合成減少，短時(shí)間內(nèi)還原不變，最終導(dǎo)致三碳化合物含量減少．
（4）據(jù)圖3分析，若X代表O₂，在1klx的光照條件下，該葉片在5h小時(shí)內(nèi)由光合作用產(chǎn)生的O₂量約為真正的光合強(qiáng)度=表觀光合作用強(qiáng)度+呼吸作用強(qiáng)度=（11.2+11.2）×5=112mL．A表示呼吸作用速率，影響呼吸作用的主要環(huán)境因素是溫度．
（5）圖中B表示光補(bǔ)償點(diǎn)，B點(diǎn)右移表示光補(bǔ)償點(diǎn)增多，影響其向右移動(dòng)的因素主要有植物缺鎂色素合成不足、溫度過低酶的活性降低、二氧化碳供應(yīng)不足等因素．故選：ACD．
（6）圖Ⅲ中隨著光照強(qiáng)度的增加，光合作用逐漸增強(qiáng)，氧氣的吸收量釋放逐漸減小并轉(zhuǎn)變?yōu)獒尫�，CO₂吸收量吸收量逐漸則與之相反，并且氧氣的釋放量的數(shù)值等于二氧化碳的吸收量的數(shù)值，反應(yīng)在曲線圖中應(yīng)該與圖Ⅲ關(guān)于橫軸對(duì)稱，即縱軸為二氧化碳的吸收量，橫軸仍為光照強(qiáng)度，植物在密閉容器內(nèi)CO₂吸收量的變化曲線如圖，見答案．
故答案為：
（1）距離熒光燈60cm處的光照強(qiáng)度為該水草的光補(bǔ)償點(diǎn)（或植物光合作用吸收的CO₂量與呼吸作用釋放的CO₂量相等）    黃色與藍(lán)色
（2）線粒體、葉綠體
（3）質(zhì)壁分離   減少
（4）112　  溫度
（5）ACD  
（6）如下圖

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查探究影響光合作用的因素的實(shí)驗(yàn)，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)光合作用與呼吸作用的相關(guān)知識(shí)的理解與運(yùn)用及識(shí)圖判斷和分析作答能力．