题目内容
【题目】某研究人员将某种绿色植物放在温度适宜的密闭玻璃容器内（如图1所示），经黑暗处理后置于恒定光照下并测量容器内氧气的变化量，测量的结果如图2所示。回答下列问题。
（1）将甲、乙、丙三株健壮的生长状态相同且大小相似（假设干重相同）的该植株幼苗分别置于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个图1装置中（Ⅰ、Ⅱ装置均为无色玻璃材质、Ⅲ装置为红色玻璃材质）。甲、丙适宜且相同光照处理，乙黑暗处理，其他条件相同且适宜。一段时间后，将甲、乙、丙三植株烘干称重，分别记为M甲、M乙、M丙 ，则M甲_______M丙 （填“大于”“小于”或“等于”），若M = M甲 - M乙。则M的准确含义___________________________________。
（2）图2中，B点时叶肉细胞内的光合作用速率_________________（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸作用速率。在5~15min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为_________________________________________________________________________。
（3）如果该植物的呼吸速率始终不变，则在5 ~ 15min内，该植物光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）是___________mol/min。
【答案】 大于 甲植株在实验过程中光合作用合成的有机物总量 大于 密闭容器内CO2浓度逐渐降低，使光合速率减慢，产生O2的速率减小 6 x 10-8
【解析】结合题意和图示分析，在0-5min之间，密闭容器处于黑暗条件下，此时植物进行呼吸作用，因此氧的减少量表示呼吸作用消耗量，同时可表示出植物的呼吸速率=（5-4）/5×10-7moL/min=2×10-8 moL/min；5min之后给予光照，此时植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此氧气的增加量可以表示净光作用量，同时可表示出植物的净光合速率，如5-15min内植物的平均净光合速率=(8-4)/(15-5) ×10-7moL/min=4×10-8 moL/min；达到15min后，由于氧气量没有增加，此时植物的净光合速率=0，说明植物的总光合速率=呼吸速率，此时限制植物光合速率的主要因素是密闭容器内CO2浓度的下降。
(1) 据题意可知：甲、丙植株经适宜光照处理，乙植株黑暗处理，经过相同时间后，分别烘干称重，分别记为M甲、M乙、M丙 ，假若三株植株起始质量为X，则（M甲-X）、（M丙-X）分别是甲组、丙组植株在相同时间内光合作用积累有机物的量，即净光合量，X-M乙是乙植株在该时间内呼吸作用消耗有机物的量。由于三株植株除光照条件不同外，其余条件都相同，说明三株植株的呼吸作用消耗有机物的量相同，都为X-M乙。根据M = M甲 - M乙=（M甲-X）+（X-M乙），所以M的准确含义是甲植株在该时间段内(或实验过程中)光合作用的净光合量与呼吸消耗量之和，即甲植株在实验过程中合成的有机物总量。结合题意，由于甲和丙株经相同光照处理，但甲植株可接受所有单色光照，而丙植株只能接受红色光照，所以甲植株光合作用合成的有机物比乙植株多，则M甲 大于 M乙。
(2) 结合前面的分析可知，图2中B点时，容器内氧气量不再变化，就整个植株而言，其光合速率=呼吸速率，但是植物体有些部位只进行呼吸作用如根，故叶肉细胞内的光合作用速率大于呼吸作用速率。在5-15min内，由于密闭容器内CO2浓度随光合作用的不断进行而逐渐降低，所以植株的光合速率减慢，产生O2的速率减小，导致容器内氧气量增加的速率逐渐减小。
(3) 结合前面的分析可知，植株的呼吸速率=2×10-8 moL/min；在5 -15min内，该植株的平均净光合速率=4×10-8 moL/min；所以该植物光合作用的平均速率=呼吸速率+净光合速率=6×10-8 moL/min。
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