Question

18．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A所示）．
（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光照强度、温度；装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的18（或g）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：

每隔20分钟记录一次刻度数据
…	24	29	32	34	…

该组实验数据是在B曲线的de或fg段获得的．
（3）图B中e与f相比，e点时刻C₃的合成速率慢，与b相比，a点形成的原因可能是a时刻温度较低．为测定该植物真正光合作用的速率，设置了对照组，对照组置于遮光条件下，其他条件与实验组相同．测的单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率是M-N．
（4）图C表示植物在不同光照强度下单位时间内CO₂释放量和O₂产生总量的变化．不考虑光照对温度的影响，图C植物的d时单位时间内细胞从周围环境吸收2个单位的CO₂．
（5）给予不同强度的光照，测定A、B两种植物叶片的CO₂吸收量和CO₂释放量，结果如图D所示．当光照强度为a时，比较A、B植物的有机物积累速率M_A、M_B和有机物合成速率N_A、N_B的大小，结果应分别为M_A=M_B、N_A＞N_B（填＞、＜或=）．此时A植物叶绿体中ADP的移动方向是从叶绿体基质移动到囊状结构薄膜．

Answer 1

分析 分析装置图和曲线图是解答本题的关键．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，因此刻度移动表示是氧气的变化量．液滴移到最右边，此时一天中储存氧气最多，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g点时储存氧气最多．由数据可知，相同的时间刻度变化越来越小，说明释放的氧气量在减少，对应图B中de段或fg段．图D中，A是阴生植物，B是阳生植物．

解答 解：（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了．装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，只要有氧气释放，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g点时储存氧气最多．
（2）表格中数据表明，氧气的产生速率在逐渐减小，在B曲线上所对应的区段是de和fg．
（3）图B中e点与f点相比，e点的氧气释放速率慢，即光合速率慢，消耗的C₃少，那么C₃的合成速率就慢．a点形成的原因夜间a时刻温度较低呼吸作用吸收氧气减少．如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测定出呼吸速率，具体做法是设置A装置完全相同的C装置，将C装置遮光放在与A相同的环境条件下．测得单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率是=净光合速率+呼吸作用速率=M-N或M+|N|．
（4）光照强度为d时单位时间内氧气释放量为8个单位，而绿色植物呼吸作用释放二氧化碳为6个单位，需要细胞从周围环境吸收2个单位的CO₂．
（5）据图D分析，光照强度为a时，A、B植物的净光合速率就是有机物积累速率M_A、M_B，此时两曲线相交与一点，故M_A=M_B．真正的光合速率就是有机物合成速率N_A、N_B，此时A的呼吸速率大于B的呼吸速率，真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率，所以N_A＞N_B．此时A植物光合作用过程中叶绿体中ADP从叶绿体基质移动到囊状结构薄膜．
故答案为：
（1）光照强度、温度         18（或g）
（2）de或fg
（3）慢    a时刻温度较低       M-N
（4）2
（5）=＞从叶绿体基质移动到囊状结构薄膜

点评 本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查考生具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力．