Question

2．如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度．将该装置放在20℃环境中，实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X．30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置．据此实验回答下列问题：
（1）以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是0.8mL/h．
（2）用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率低，原因是植物同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气．
（3）若将该植物的叶片下表皮涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，此时叶肉细胞叶绿体中三碳化合物的含量会显著下降．
（4）如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处，说明已经达到光合作用的饱和点．在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，则针筒容量需要调至0.8mL读数，才能使水滴维持在X的位置上，说明在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率．

Answer 1

分析 本实验装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，因此实验装置测的气体变化量表示氧气量．此值为表观光合速率（即净光合速率）．
影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等，如题中的凡士林会阻塞气孔，导致二氧化碳吸收减少．

解答 解：（1）光照条件下，由于光合作用吸收的CO₂由缓冲液补充，同时释放出O₂导致密闭装置内气体压强增大，若使水滴X不移动，其针筒中单位时间内O₂气体容量的增加就代表表观光合速率的大小．由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合作用速率是（0.6-0.2）×2=0.8（mL/h）．
（2）与实际光合速率相比，由于细胞呼吸要消耗一部分氧气，故测得的光合速率偏低．
（3）叶片上涂凡士林会使二氧化碳进入叶肉细胞的量减少，三碳化合物的固定减少，还原不变，导致三碳化合物显著下降，结果暗反应速率下降，进而影响光合速率．
（4）增加光照强度，针筒的容量仍维持在0.6mL读数处，说明光合作用强度没有增加，此时已经达到光合作用的饱和点，光照强度不再是限制因素；温度从20℃提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，说明产生的气体增多，光合作用速率增大，即在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率．
故答案为：
（1）0.8  
（2）植物同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气
（3）下降  
（4）已经达到光合作用的饱和点   在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率

点评 本实验设计比较巧妙，可以通过针筒上的读数测出一定时间内的氧气释放量，进而可计算出净光合速率．因此分析实验装置为本题的难点，着重考查了考生的审题能力、分析能力和理解能力，以及对相关实验进行修订的能力．