Question

某转基因作物有很强的光合作用强度。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置。请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题。

 

A为开关；B为玻璃钟罩；C为转基因作物；D为烧杯（内装有NaHCO₃或NaOH溶液）；E为红墨水滴；F为直尺

Ⅰ．实验步骤：

（1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤是：

①甲、乙两装置的D中都放入_______溶液，乙装置作对照组。

②将甲、乙两装置的玻璃钟罩____________处理，放在温度等相同且适宜的环境中。

③30分钟后分别记录甲、乙两装置_____________________。

（2）测定植物的净光合作用强度，方法步骤是：

①甲、乙两装置的D中都放入___________溶液，乙装置作对照组。

②将甲、乙两装置放在光照强度、温度等相同的环境中。

③30分钟后用（1）中相同的方法记录数据。

（3）实验操作30分钟后，记录甲、乙两装置红墨水滴移动情况：

目的	装置	实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼吸作用	甲装置	_______（填左或右）移1．5厘米
乙装置	右移0．5厘米
测定植物净光合作用	甲装置	_______（填左或右）移4．5厘米
乙装置	右移0．5厘米

Ⅱ．实验分析：

假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g。那么该植物的呼吸作用速率是______g/小时。白天光照15小时，一昼夜葡萄糖的积累量是______g。（不考虑昼夜温差影响）

Answer

等量NaOH溶液 黑暗 液滴移动方向和距离 等量NaHCO3溶液 左 右 4 84

【解析】

本题考查植物光合作用和呼吸作用的实验。解题要点是了解实验目的，分析装置的实验原理，理清光合作用与呼吸作用之间的关系。

I.（1）①根据题干中的装置图可以知道，该实验是以耗氧量作为衡量指标的。所以实验过程中就要用NaOH吸收二氧化碳以测定耗氧量。

②测定呼吸强度要避免光合作用，所以要在黑暗中进行，或做遮光处理。

③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和距离。

（2）①光合作用消耗二氧化碳释放氧气，所以实验中要有提供二氧化碳的装置，即在D中盛有碳酸氢钠。通过测定氧气的释放量来测定表观光合作用。

（3）黑暗中甲装置中细胞呼吸消耗O2，而释放的CO2被NaOH吸收，故液滴会左移；光照下甲装置中细胞进行光合作用释放O2，且NaHCO3溶液维持CO2平衡，故液滴将右移；

II.根据表格数据，甲装置中30min呼吸速率总量＝1.5+0.5＝2，故该植物的呼吸作用速率是4g/小时。甲装置中30min光合作用净量＝4.5－0.5＝4，15小时光合作用净量＝15×8＝120，9小时黑暗中呼吸量＝9×4＝36，故白天光照15小时，一昼夜葡萄糖的积累量＝15小时光照下净量－9小时黑暗下呼吸量＝120－36＝84g。

[点睛]：本题解题关键是对测定装置的分析： ①测定呼吸速率：a.装置烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。c红色液滴向左移动(单位时间内左移距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率)。②测定净光合速率：a.装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。b.必须给予较强光照处理，且温度适宜。c.红色液滴向右移动(单位时间内右移距离表示植物O2的释放速率，可代表净光合速率)。③光照下测得O2释放量为光合作用净量。