Question

I.有两种植物，一种在强光下生长，一种在弱光下生长。从这两种植物上各取一片 彼此相似叶片，分别放在两个透明盒子中。在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定放氧速率的数据如下表，请回答有关问题：

光强（mol光子/m^2·s）	0	10	25	50	100	250	500	600
放氧速率 （μmolO2/m^2·s）	叶片A	-20	-10	-5	—1	5	15	28	30
叶片B	-2	-0.5	1.5	3	6	10	12	11

（1）由表中数据可以推测，取自强光下的叶片是______________；光照强度直接影响光合作用的光反应过程，该过程可将光能转化为_____________中的化学能。

（2）如果在某光强下，叶片放氧速率为零，其生理学含义是_______________。如果用此光 强照射大田作物，则作物很难正常生长，分析原因是______________________。

（3）光照强度＞600mol光子／m²·s时，叶肉细胞呼吸作用产生的CO₂转移途径是 ______________。

（4）若绘制A、B两叶片放氧速率曲线图，则大约在175mol光子／m²·s时两条曲线相交，此点的生物学含义是_____________。

Ⅱ.下图是利用溶氧量变化来测定黄瓜叶片光合速率的装置。实验在最适温度下进行，反应杯的溶液中加入少量NaHCO₃是为了提供CO₂。请回答：

（1）黄瓜叶片放入反应杯前需抽空叶肉细胞间隙内的气体，目的是____________。

（2）随着测试时间的延长，叶片的光合速率逐渐下降，原因是密闭的反应杯中_________， 此时，叶绿体中的__________（填“三碳化合物”或“五碳化合物”）含量下降。

（3）该方法同样可用于叶片呼吸强度的测定，只需对反应杯___________，同时将稀NaHCO₃溶液换成清水。

Answer

Ⅰ（1）A ATP （2）光合速率与呼吸速率相等 一昼夜总呼吸大于光合 （3）线粒体移向叶绿体 （4）两叶片的净光合速率相等

Ⅱ（1）排除原有气体对实验结果的干扰 （2）CO2不足（减少） 三碳化合物 （3）进行黑暗（遮光）处理

【解析】Ⅰ（1）根据表格中数据可知，A植物达到最大光合速率所需的光照强度比B植物大，故推测A植物为强光下生长植物，B植物为弱光下生长植物；光照强度直接影响光反应过程；该反应能将光能转化为ATP （和NADPH）中活跃的化学能。（2）透明盒子内氧气的量与光合作用（产生氧气）和呼吸作用（消耗氧气）有关，若叶片放氧速率为O，说明光合作用产生的氧气恰好被细胞呼吸消耗，即光的补偿点（或光合速率等于呼吸速率）；此光强数值是指单叶而言，若大田中作物在此光强难以正常生长，原因可能是达到单叶光补偿点时，群体内部，特别是中下层的叶片的光照强度仍在之下，这些叶子不但不制造养分，反而变成消耗器官，所以生产上要注意合理密植或夜晚植物只进行呼吸作用，综合一天的总呼吸量大于光合作用，所以作物很难正常生长。（3）光照强度＞600μmol 光子/ m2·s时，此时限制光合速率的因素主要是CO2浓度；此时植物的光合速率大于呼吸速率，叶肉细胞呼吸作用产生的CO2从线粒体进入叶绿体进行光合作用。（4）A、B两叶片放氧速率表示净光合速率，若两者曲线相交，表明在此光照强度下二者的净光合速率相等。

Ⅱ.图示装置通过控制光源强弱或远近改变光照强度达到改变光合速率大小，通过记录仪记录反应杯中溶液溶氧量（光合作用产生的），为了使实验效果明显在反应杯中加入少量的NaHCO3配成稀溶液为光合作用提供CO2。（1）为了确保实验检测到的氧气是在实验过程中产生的而不实验材料本身早就含有的氧气故在实验前对实验材料黄瓜叶片中的氧气要除掉。（2）由于持续性光合作用尽管有NaHCO3配成稀溶液为光合作用提供CO2，二氧化碳会逐渐消耗最终导致叶片光合速率也会跟着下降的。由于二氧化碳下降暗反应中生成的三碳化合物量减少，消耗的五碳化合物量也减少故三碳化合物量减少,五碳化合物量由于积累而增多。（3）当用同样装置测呼吸强度那么需要测定不同温度下叶片呼吸作用释放出的二氧化碳量，故该装置需要将光源去掉，另稀NaHCO3溶液是维持二氧化碳浓度的缓冲液，不仅有释放二氧化碳促进光合作用进行的作用同时也能吸收由于溶液中过多的二氧化碳。故对实验装置不仅是去掉光源还应将NaHCO3溶液换成水。

【考点定位】光合作用的过程和环境因素对光合作用的影响

【名师点睛】光合速率与呼吸速率的关系

(1)呼吸速率

①概念：指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。

②表示方法：单位时间内释放的CO2量或吸收的O2量。

③测定条件：黑暗条件下。

(2)表观(净)光合速率：光照下测定的CO2吸收速率(或O2释放速率)。

(3)实际(总)光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式＝表观(净)光合速率＋呼吸速度。具体可表示为：实际光合速率＝从外界吸收CO2的速率＋呼吸释放CO2的速率或实际光合速率＝释放O2的速率＋呼吸消耗O2的速率。

(4)真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法(如下表)：

真正光合速率

O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量

CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量

有机物产生(制造、生成)速率

净光合速率

植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率

植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率

有机物积累速率

呼吸速率

黑暗中O2吸收速率

黑暗中CO2释放速率

有机物消耗速率

（5）光合速率与植物生长的关系

①当净(表观)光合速率＞0时，植物积累有机物而生长；

②净光合速率＝0时，植物不能生长；

③净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。

由图乙可看出，最有利于植物生长的应为净光合速率的至高点，而非真正光合速率的至高点。