Question

某研究小组从当地一琥珀的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下：

光照强度（klx）	0（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为3mg/L的原因是                  ；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O₂量为           mg/L·24h。

（2）当光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为             mg/L·24h。

（3）光照强度至少为______（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。

Answer

（1）黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧，呼吸作用消耗氧气 7 （2）21 （3）a

【解析】（1）黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，因此黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L；该瓶中所有生物在12h内消耗的氧气量为3mg/L，因此24h内呼吸消耗的O2量为10-3=7mg/L。（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量=（24-10）+7=21mg/L。（3）光照强度为a klx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，因此光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡。

【考点定位】细胞呼吸与光合作用

【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。