Question

12．图1是把同一植物生理状况相同的叶片（实验前抽空片内部气体）放入不同浓度的NaHCO₃溶液中，在一定的光照条件下绘制出的曲线图，目的是探究光合作用速率与NaHCO₃溶液浓度是关系：图2表示四组等质量的同一植物生理状况相同的叶片在不同温度下，先暗处理1小时，再在相同光照强度下光照1小时，测得的有机物的变化情况．请回答下列问题：

（1）由图1中的信息可以看出该实验的因变量检测指标是叶片上浮至液面所需的时间．限制bc段的主要因素是光照强度．Cd段形成的原因是NaHCO₃溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降．
（2）细胞呼吸速率最强时及光合作用制造的有机物的量最多是对应温度分别是29℃和29℃．
（3）根据图2，28℃时该植物在光照下积累的有机物的量为5mg/h：30℃时光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗的有机物的3倍．
（4）29℃时叶肉细胞产生的氧气的去向是线粒体和外界．

Answer 1

分析 据图分析：图1表示圆叶片上浮至液面所需时间，时间越短，说明光合作用强度越大，产生的氧气就越多．因此图示说明，随着NaHCO₃溶液浓度的上升，光合速率不断上升，但是达到一定程度后又会开始下降．图2中暗处理有机物的减少量表示呼吸作用的消耗量，相同光照强度下光照1小时，测得的有机物的变化是净光合速率和呼吸作用的2倍之和．据此分析作答．

解答 解：（1）据图分析，该实验的自变量是二氧化碳浓度，因变量叶片上浮至液面所需的时间．bc段叶片已经达到二氧化碳饱和点，此时限制bc段的外界因素不再是自变量二氧化碳浓度，而是无关变量温度或光照强度．随着NaHCO₃溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，cd段叶片上浮时间增加．
（2）根据图2，第1小时是暗处理，此时产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，第2小时光合作用与呼吸作用同时进行，产生ATP的场所有叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体，所以不同．暗处理消耗有机物最多的温度即细胞呼吸速率最强时的温度是29℃，相同光照强度下光照1小时，测得的有机物的变化是净光合速率和呼吸作用的2倍之和，所以光合作用制造的有机物的量最多时对应的温度也是29℃．
（3）真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率，根据图2，28℃时该植物在光照下积累的有机物的量为2+3=5mg/h：故30℃时光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗的有机物的3倍．
（4）29℃时光合速率大于呼吸速率，叶肉细胞产生的氧气的去向是线粒体和外界．
故答案为：
（1）叶片上浮至液面所需的时间     光照强度       NaHCO₃ 溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
（2）29℃29℃
（3）5    3
（4）线粒体和外界

点评 本题难度适中，属于考纲中理解、应用层次的考查，考查光合作用过程中的物质变化、影响光合作用的环境因素及探究实验等方面的知识点．解答本题的关键是准确分析过程图和曲线图，利用控制变量的方法分析实验装置，能通过比较、分析与综合等方法对实验装置和实验结果做出合理的判断或得出正确的结论能力．