Question

13．光合作用和细胞呼吸是植物的重要生命活动，结合有关知识回答下列问题．
（1）绿色植物不仅给人视觉上的享受，还可通过自身光合作用净化空气．图1为光合作用发生的细胞结构及物质变化，请回答下列问题：
a．叶绿素a存在于图中①类囊体薄膜上，可利用纸层析法（填方法）将其从叶绿体色素提取液中分离．
b．对叶绿体各个部位磷酸含量分析，图中[]④叶绿体基质部位的磷酸含量最高，ADP的转运方向是④→①（利用图中数字和箭头回答）．
（2）以测定的CO₂吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如下表所示：

温度	5℃	10℃	20℃	25℃	30℃	35℃
光照条件下CO2 吸收量/mg•h-1	1	1.8	3.2	3.7	3.5	3
黑暗条件下CO2 释放量/mg•h-1	0.5	0.75	1	2.3	3	3.5

①度在25～30℃间光合作用制造的有机物总量逐渐增加？（填“增加”或“减少”）．
②假设细胞呼吸昼夜不变，植物在25℃时，一昼夜中给植物光照15h，则一昼夜积累的有机物的量为34.8mg．
（3）如果用如图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中O₂含量的变化，则该装置需要进行适当修改，具体修改措施是将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液．为使测得O₂的变化量更精确，还应再设置一对照装置，对照装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和CO₂缓冲液．如何控制光照强度改变光源与装置的距离或改变灯泡的功率．

Answer 1

分析 植物在黑暗条件下，只进行呼吸作用，故黑暗条件下CO₂的释放量表示呼吸作用速率；在光照条件下，光合作用和呼吸作用同时进行，故光照条件下测得的CO₂吸收量表示净光合作用速率．
据图分析：图1中，①叶绿体基粒，②是叶绿体内膜，③是叶绿体外膜，④是叶绿体基质，A是有机物．图2是探究光照强度对光合作用的影响的实验装置．

解答 解：（1）a、光合作用的色素存在于叶绿体基粒的类囊体薄膜上，分离光合作用的色素常用纸层析法．
b、光合作用的暗反应中消耗ATP，产生ADP和磷酸，所以④叶绿体基质中的磷酸含量较高．此时ADP的转运方向是④叶绿体基质向基粒①转移．
（2）①植物制造的有机物为光合作用总量=净光合作用速率+呼吸作用速率，根据表格中数据可知，25℃时总光合速率=3.7+2.3=6；30℃时总光合速率=3.5+3=6.5，故温度在25～30℃间光合作用制造的有机物总量逐渐增加．
②假设呼吸速率不变，植物在25℃时，一昼夜中植物积累量为净量（可用CO₂净量表示），吸收的CO₂净量=3.7×15-2.3×9=34.8mg．
（3）若用该图装置来探究光照强度对光合作用速率的影响，且测量指标为装置中氧气含量的变化，则该装置需要进行适当修改，将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液，以稳定二氧化碳的浓度，为使测得的O₂变化量更精确，还应再设置一对照装置，对照装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和CO₂缓冲液，以消除偶然因素对实验结果的影响．可以通过改变光源与装置的距离或改变灯泡的功率来控制光照强度．
故答案为：
（1）a．类囊体薄膜　纸层析法 
b．④叶绿体基质  　④→①
（2）①增加　   ②34.8 mg
（3）将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液   死的植物幼苗和CO₂缓冲液    改变光源与装置的距离或改变灯泡的功率

点评 本题的知识点是温度、光照强度对光合作用的影响，植物的生长发育与实际光合作用、净光合作用、细胞呼吸的关系，主要考查学生设计并完善实验，处理实验结果获取结论的能力．