Question

有多种方法可以测定植物的光合作用速率。请回答以下相关问题：

(1)在光照适宜、温度恒定的条件下，图甲的实验装置为密闭容器，图甲中的曲线为测量1 h内该容器中CO₂的变化量。图甲中AB段，叶绿体内ADP含量最高的场所是___________。导致AB段曲线变化的主要原因是______________________。该绿色植物前30 min实际光合作用的平均速率为___________μL·L^－1 CO₂/min。

(2)某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室(如图乙A所示，其中CO₂缓冲液可以吸收或提供CO₂，保证瓶中CO₂恒定)。

①将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图乙B所示曲线，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是___________；影响a点变化的内因是___________；装置中氧气浓度最高的时间是___________点；图中装置刻度管中液滴移到最左点是在曲线中的___________点。

②在实验过程中某段光照时间内，记录液滴的移动，获得以下数据：

该组实验数据是在B曲线的___________段获得的。

③为了使该实验的数据更加准确，还应该设置该实验的______________________。

④如果要测定该植物呼吸作用的速率，怎样利用该装置设计实验？

设计实验：__________________________________

Answer

叶绿体基质 容器中CO2逐渐被光合作用消耗 146 光照强度、温度 酶活性下降 18(或g) c df 对照组(或对照实验) 将此装置遮光(或遮光并将缓冲液换成NaOH溶液)，每隔一定时间记录刻度数据

【解析】试题分析：阅读题干和题图可知，本题通过实验从不同的角度研究呼吸作用与光合作用的关系及光照强度对光合作用的影响，先阅读题图弄清实验原理，分析曲线的走势及成因，然后根据问题涉及的具体内容综合回答。

（1）光反应的场所是类囊体膜，消耗ADP产生ATP，暗反应的场所是叶绿体基质，消耗ATP产生ADP，所以，叶绿体内ADP含量最高的场所是叶绿体基质。A～B段容器中CO2逐渐被光合作用消耗，导致A～B段CO2浓度不断减降低。分析题图甲曲线可知，前30分钟净光合作用强度是（3620-220）÷30=113.3ppm/min，呼吸作用强度是（1200-220）÷30=32.7ppm/min，因此，该绿色植物前30分钟实际光合作用的平均速率为113.3+32.7=146ppm/min。

（2）①影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等。图A是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度。装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，只在有氧气释放，液滴就会右移。图B中G点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以18（或G）点时储存氧气最多。装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，只在氧气不断消耗的过程中液滴会左移。图B中C点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将释放氧气，所以8（或C）点时储存氧气最低点。

②表格中数据表明，氧气的产生速率在先减小后增大，在B曲线上所对应的区段是def或df段。

③为了使该实验的数据更加准确，还应该设置该实验的对照组。

④如果要测定该植物呼吸作用的速率，应该排除光合作用的影响，所以应该将此装置遮光(或遮光并将缓冲液换成NaOH溶液)，每隔一定时间记录刻度数据。

【点睛】本题的知识点是光反应与暗反应的关系，实际光合作用强度、呼吸作用强度、净光合作用强度之间的关系，主要考查学生的识图能力和对实验结果进行分析处理进行相关计算的能力。