Question

【题目】研究人员对处于生长期的A、B两种绿色植物进行实验探究。下图1表示植物A与植物B的净光合速率随CO2浓度变化的实验结果，图2是探究光照强度和温度对植物B光合速率的影响,在获取的植物B的叶圆片中，选取大小、颜色相同的叶圆片若干，放在含有适宜浓度的NaHCO3溶液的烧杯中，通过检测叶圆片开始上浮的时间。请回答下列问题：

图1 图2

（1）图1所示实验的自变量是________。图1中CO2浓度低于b时，限制植物A、B光合作用的环境因素分别是________。

（2）图1所示实验，在其他条件适宜情况下，若将植物B培养在缺镁的环境中，则a点将向___移动。如果将植物A、B种植在同一个密封无色并给予适宜光照的玻璃容器中，则_____（填“植物A”或“植物B”）先死亡。

（3）研究人员称取了一定量的植物A叶片，并将其均分为两等份，将其中的一份利用差速离心法将叶片中的叶绿体提取出来，均分成若干份，而将另一份叶片切成约1.0mm×1.0 mm小块，均分若干等份。分别置于不同浓度梯度的NaHCO3溶液中，在相同且适宜光照和温度等条件下，分别测定各浓度下叶绿体和叶切片的O2释放速率。结果在相同浓度的NaHCO3溶液下，叶绿体的O2释放速率总是大于叶切片的O2 释放速率，其原因可能是__。

（4）将10片叶圆片投放于含有适宜浓度的NaHCO3溶液的烧杯中，如图2所示，开始叶圆片沉在烧杯底部，将烧杯置于适宜光照条件下一段时间，发现叶圆片上浮，上浮的原因是__________。若使投放于烧杯中的叶圆片立刻下沉至底部，最常见的措施是___________。

（5）探究光照强度对光合作用速率的影响时，通过调节白炽灯与烧杯之间的距离来实现对自变量的控制，是否存在不合理之处，为什么？____________________________。

Answer 1

【答案】CO2浓度和植物种类 CO2浓度、CO2浓度 右 植物B 叶切片光合作用产生的O2一部分被自身的呼吸作用消耗 叶圆片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶圆片细胞间隙中的O2积累，或叶表面吸附着O2，使叶圆片上浮用 注射器抽出细胞间隙的空气 存在不合理之处，因为白炽灯距烧杯的距离不同，输入烧杯的热量也不同，会改变烧杯中溶液的温度

【解析】

据图分析，图1中实验的自变量是二氧化碳浓度、植物的种类，因变量是二氧化碳的吸收速率，代表净光合速率。a点表示植物B的二氧化碳补偿点，此时光合速率与呼吸速率相等；b点代表植物A的二氧化碳饱和点，此时光合速率达到最大值；由图可见植物A的二氧化碳补偿点和饱和点都先于植物B达到，说明植物A比植物B更能利用较低浓度的二氧化碳。图2是探究光照强度和温度对植物B光合速率的影响，白炽灯的瓦数或与烧杯的距离可以改变光照强度和温度。

（1）根据以上分析已知，图1实验的自变量是二氧化碳浓度和植物的种类；b时以前，两条曲线都呈上升趋势，说明限制两种植物光合速率的环境因素都是二氧化碳浓度。

（2）根据题意分析，图1中a点为植物B的二氧化碳补偿点，此时光合速率与呼吸速率相等。若将植物B培养在缺镁的环境中，则叶绿素合成不足导致光合速率降低，而呼吸速率不变，因此a点将右移；根据以上分析已知，植物A比植物B更能利用较低浓度的二氧化碳，因此若将植物A、B种植在同一个密封无色并给予适宜光照的玻璃容器中，植物B先死亡。

（3）根据题意分析，叶绿体只能进行光合作用释放氧气，而叶切片可以同时进行光合作用和呼吸作用，其光合作用释放的氧气一部分被呼吸作用利用，因此叶绿体的氧气释放速率总是大于叶切片的氧气释放速率。

（4）根据题意分析，在适宜光照条件下，植物B的叶圆片光合速率大于呼吸速率，即叶圆片进行光合作用，释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气，叶圆片细胞间隙中的氧气积累，或叶表面吸附着氧气，使叶圆片上浮用。若使投放于烧杯中的叶圆片立刻下沉至底部，应该用注射器抽出细胞间隙的空气。

（5）根据实验的单一变量原则分析，该实验设计是不合理的，因为白炽灯距烧杯的距离不同，输入烧杯的热量也不同，会改变烧杯中溶液的温度。