Question

17．图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示．图丙为叶肉细胞中有关细胞器的结构模式图．植物叶片的呼吸速率不变．

（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置如甲图所示．实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的左侧位置处．
（2）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应图丙中存在的箭头有abcd（填字母）．当光照强度由0-20千勒克斯的变化中，图甲中的CO₂缓冲液的PH值先降低后升高．
（3）当光照强度为15千勒克斯时，叶片1小时光合作用产生的气体量为200毫升．若此时叶片的呼吸熵160（放出CO₂与吸收O₂的比值）为0.8，那么叶片光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，还需从外界吸收CO₂毫升．导致此时叶片的呼吸熵小于1的因素是有非糖物质参与了有氧呼吸．
（4）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是新鲜叶片改为等量的经消毒的死叶片．如果对照组在相同光照情况下，刻度管中的红色液滴较之实验组向右移了5毫升，其原因是环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响
（5）如果将甲图中的CO₂缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是释放的二氧化碳与吸收氧气量的差值．

Answer 1

分析 甲装置中叶片既进行呼吸作用也进行光合作用．当呼吸作用强度大于光合作用强度时，氧气减少而二氧化碳增多，但多余的二氧化碳会被缓冲液吸收，所以气体总量减少；当呼吸作用强度小于光合作用强度时，氧气增多而二氧化碳减少，但缓冲液能维持环境中二氧化碳的浓度，所以气体总量增加．而光合作用与呼吸作用强度的高低在题中主要取决于光照强度．图甲装置在光照强度为0时，由于只进行呼吸作用液滴向左移动；在光照强度为2.5千勒克斯时，光合作用等于呼吸作用，装置中液滴不动；在光照强度为大于2.5千勒克斯时，光合作用大于呼吸作用，装置中液滴右移．图丙中，a、c、f表示氧气，b、d、e表示二氧化碳．

解答 解：（1）实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），呼吸作用始终大于光合作用，装置内氧气不断消耗，气压减小，液滴左移，液滴所在位置应在实验初始标记的左侧位置．
（2）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时，细胞内光合作用大于呼吸作用，光合作用产生的氧气可以进入线粒体和释放到外界环境，叶绿体可以从外界环境和线粒体吸收二氧化碳，所以存在abcd过程．当光照强度由0-20千勒克斯的变化中，开始时光合作用小于呼吸作用，装置内二氧化碳产生增加，pH不断下降，当光照强度大于2.5千勒克斯时，光合作用大于呼吸作用，二氧化碳不断消耗，pH上升．
（3）由于总光合量=净光合量+呼吸量，图乙植物光照强度为15千勒克斯时，1小时气体体积为150毫升，所以光合作用产生的气体量为150+50=200毫升．
此时叶片的呼吸熵那么叶片光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，还需从外界吸收200×0.8=160毫升的二氧化碳．
（4）根据题意，该实验的对照实验为对照实验装置中的新鲜叶片改为等量的经消毒的死叶片．为了使实验结果更具说服力，本实验还应设置对照实验，以排除温度、大气压等环境中的物理因素对实验的影响．
（5）根据题意，将甲图中的CO₂缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是释放的二氧化碳与吸收氧气量的差值．
故答案为：
（1）左侧
（2）abcd    先降低后升高
（3）200     160    有非糖物质参与了有氧呼吸
（4）新鲜叶片改为等量的经消毒的死叶片     环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响
（5）释放的二氧化碳与吸收氧气量的差

点评 本题以测定光合作用速度为背景，考查光合作用和呼吸作用的相关知识，考查考生从材料中获取信息的能力和对知识的理解迁移能力．