Question

为研究环境因素对某绿色植物光合作用和呼吸作用的影响，实验小组将某绿色植物置于特定的实验装置中，于28℃环境下测定该植物在不同供水条件下的氧气吸收量（如图1），图2为在图1实验的基础上测定的不同光照强度（单位klx）下的氧气释放量，光照强度及温度的变化对呼吸速率不产生影响。（横坐标为时间，单位：小时）

   

请回答下列问题：

（1）图2实验的自变量是________，图1所示的实验应在________环境下进行，原因是________________________________。

（2）据图2分析，光照强度倍增3小时后，干旱缺水条件下该植物的净光合速率的增加幅度________（填“大于”或“小于”）水分充足条件下，从光反应的角度分析可能的原因：________________________________（答出一点即可）。

（3）据图分析，该植物在水分充足条件下光合作用产生的氧气量比干旱条件下________（填“多”或“少”），在光照强度为100klx条件下，水分充足条件和干旱缺水条件下的1小时内氧气产生量的差值约为________mg（结果保留一位小数）。

Answer

供水条件和光照强度 黑暗（或遮光） 绿色植物在光下进行光合作用产生氧气，光照下不能准确测定植物的呼吸速率（合理即可） 小于 干早缺水条件导致叶片萎蔫，受光面积减小；干早缺水条件导致叶绿素结构被破坏，吸收和转化光能的能力减弱 多 2.5

【解析】

植物在黑暗环境下只进行呼吸作用，在光照下进行光合作用和呼吸作用，一般不能直接测出总光合速率，需要在黑暗环境中测得呼吸速率，在光照下测得净光合速率，二者相加得到总光合速率，表示三率的常见词语总结如下：

总光合速率或叶绿体释放O2量

O2产生速率

CO2固定（或叶绿体利用CO2量或植株消耗CO2）速率

有机物产生（或制造、生成）速率

净光合速率或植株释放O2量

O2释放速率

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

（1）分析可知，图2实验中的自变量有供水条件和光照强度。分析题意，图1实验测定的氧气吸收量即该植物的呼吸速率，呼吸作用消耗氧气而绿色植物在光下可以进行光合作用制造氧气，因此，为了准确测定植物的呼吸速率，图1实验应在黑暗（或遮光）环境下进行；

（2）从图2可以看出光照强度倍增3小时后，干旱缺水状态下该植物的氧气释放量的增加幅度小于水分充足状态下，故干旱缺水状态下该植物的净光合速率的增加幅度小于水分充足状态下。从光反应的角度分析原因时，可从水对光反应的影响等因素入手，如干旱缺水条件导致叶片萎蔫，受光面积减小；干旱缺水条件导致叶绿素结构被破坏，吸收和转化光能的能力减弱。

（3）图1表示该植物的呼吸速率，图2表示该植物的净光合速率，单位时间内光合作用的氧气产生量为总光合速率，综合分析图1和图2可知，在水分充足条件下，该植物的净光合速率和呼吸速率均高于干旱缺水条件下，故水分充足条件下植物产生的氧气量比干旱缺水条件下多。在光照强度为100 klx条件下，氧气产生量是总光合速率，水分充足条件下的净光合速率为5 mg/h，呼吸速率为1.5 mg/h；干旱缺水条件下的净光合速率为3 mg/h，呼吸速率为1 mg/h，则水分充足和干旱缺水条件下1小时内氧气产生量的相差为2.5mg。