Question

【题目】下图为测定植物光合速率的简易实验装置，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。取6套同样的装置，分别置于适宜的温度、不同的光照条件下，24小时后测定各组装置中的氧含量，测得原初氧的含量为20mg/L，记录数据如下：

（1）已知光合作用中水的光解发生于叶绿体的类囊体腔内。当叶肉细胞产生的氧气被相邻细胞消耗时，氧气分子至少穿过______层磷脖双分子层。

（2）光照条件下，若装置中液滴不移动，叶肉细胞的光合作用强度__（大于、小于或等于）呼吸作用强度。

（3）当光照强度为3．0klx时，植物光合作用产生的氧气量为______mg/L·d。

（4）若一天中给予装置9h光照，则光照强度至少为____klx时，该植物才能正常生长。

（5）当光照强度大于6．0klx时，限制光合作用的内部因素可能有________。

（6）如果用同样的已杀死的植物替换原装置中的绿色植物，设置此对照实验装置的目的是_____________。

Answer 1

【答案】（1）7 （2）大于 （3）32 （4）3

（5）酶和色素含量 （6）排除非生物因素对实验结果的干扰

【解析】（1）叶肉细胞光合作用的光反应阶段产生氧气，发生于叶绿体的类囊体腔内，氧气被相邻细胞消耗的场所是线粒体，故氧气从产生到利用经过的膜依次为类囊体膜（1层）、叶绿体膜（2层）、叶肉细胞膜（1层）、相邻细胞的细胞膜（1层）、线粒体膜（2层）共7层膜，生物膜的基本骨架是磷脂双分子层，故氧气分子至少穿过7层磷脂双分子层。

（2）光照条件下，若装置中液滴不移动，说明植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，而光合作用主要发生在叶肉细胞内，但所有的植物细胞都要进行呼吸作用，故叶肉细胞的光合作用强度应大于呼吸作用强度。

（3）据题干可知，原初氧的含量为20mg/L，而没有光照时植物只进行呼吸作用，24小时后测知氧含量为8mg/L，故装置中植物的呼吸消耗的氧气速率为20-8=12mg/Ld；植物实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸强度，据曲线图可知，当光照强度为3．0klx时，植物光合作用产生的氧气量为a，则有40-20=a-12，所以a=32mg/Ld。

（4）若一天中给予装置9h光照，该植物能正常生长的条件是必须光合作用大于呼吸作用，设光照时的净光合速率为X，则24小时的净光合作用量=9X，光照下的净光合作用量-（24-9）h黑暗下的呼吸作用量=9X-12×（24-9）＞0，解得X＞20mg/L，而原初氧的含量为20mg/L，则光照下的氧含量为20+20=40mg/L，对应曲线图中光照强度为3klx，故当光照强度为3klx时，该植物才能正常生长。

（5）当光照强度大于6，0klx时，图中曲线不再变化，说明此时限制光合作用的外因主要是二氧化碳浓度，内因是参与光合作用的酶和色素的含量。

（6）如果用同样的已杀死的植物替换原装置中的绿色植物，设置此对照实验装置的目的是排除非生物因素对实验结果的干扰。