Question

8．将一株绿色植物放入一个密闭的三角瓶中，如图甲所示，在瓶口放一个测定瓶中CO₂浓度的传感器，传感器的另一端与计算机连接，以监测一段时间内瓶中CO₂浓度的变化．根据实验所测数据绘制曲线如图乙所示．

（1）如果图甲中的装置用于在适宜条件下测定植物光合作用速率，应首先将该装置置于黑暗条件下，此时测得数值表示的是呼吸作用速率：之后再将装置置于适宜光照条件下，此时测得的数值表示的是净光合速率（或“光合作用速率与呼吸作用速率的差值”）
（2）由乙图可知，25分钟后测得CO₂浓度保持不变，其原因是呼吸作用速率与光合作用速率相等（或“呼吸作用与光合作用相等”）：此时该植物的根细胞中能产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体；叶绿体基质中发生的能量变化是活跃的化学能→稳定的化学能：若持续维持该状态，植物不能 （能/不能）正常生长．
（3）欲使该植物能够继续正常生长一段时间，可将试管中蒸馏水换成含适宜浓度NaHCO₃的营养液．若该植物的呼吸速率为每分钟使瓶中的CO₂增加1mg/L，有光时对CO₂的利用速率与乙图第10min时相同，一昼夜（12h恒定光照，12h黑暗）后，瓶中O₂的增加量为1571mg/L．

Answer 1

分析 据图分析：在白天有光照时叶片既进行光合作用又进行呼吸作用，而夜晚只进行呼吸作用；据此解答．

解答 解：（1）将该装置置于黑暗条件下，绿色植物只进行细胞呼吸，此时测得数值表示的是呼吸作用速率；再将装置置于适宜光照条件下，绿色植物即进行光合作用，也进行呼吸作用，故此时测得的数值表示的是光合作用速率与呼吸作用速率的差值即净光合速率．
（2）呼吸作用速率与光合作用速率相等时，CO₂浓度既不增加也不减少．此时光合作用和呼吸作用都可以产生ATP，所以产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体．产生叶绿体基质进行的暗反应把ATP中活跃的化学能转变为有机物中的稳定的化学能．持续维持该状态，植物没有有机物的积累，不能正常生长．
（3）有光时对二氧化碳的利用速率与以乙图第10分钟相同，也就是说，在10分钟的时间里一共利用了50mg/L的二氧化碳，那么12小时里光合总共消耗的二氧化碳量就是12×6×50=3700mg/L（注意：10分钟的变化量为50，则12小时的变化量就是72分钟）．根据光合作用的反应式可知12小时光合一共产生的氧气量为3700×6×32÷6×44=$\frac{28800}{11}$（12小时光合一共产生的氧气量），同时根据呼吸作用的反应式可知，呼吸作用消耗的氧气量为：6×32×24×60×1÷6×44=$\frac{11520}{11}$，所以瓶中O₂的增加量为$\frac{28800}{11}$-$\frac{11520}{11}$=1571（有小数点）．
故答案为：
（1）呼吸作用速率   净光合速率（或“光合作用速率与呼吸作用速率的差值”）
（2）呼吸作用速率与光合作用速率相等（或“呼吸作用与光合作用相等”）   叶绿体、细胞质基质和线粒体  活跃的化学能→稳定的化学能   不能
（3）1571

点评 光合作用的生理过程是常考的考点，要想掌握的扎实，需要会画光合作用的生理过程，可以根据图形进行分析二氧化碳浓度改变含量的变化．本题有一定的难度．