Question

3．某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在盛有培养液的大试管长，改变光源与大试管的距离，观察记录伊乐藻放出气泡数，以单位时间内产生的气泡数表示光合作用速率．该小组在室温10℃、20℃、30℃条件下的实验结果如曲线1、2、3所示，请分析回答：

（1）该实验目的是研究光照强度、温度对光合速率的影响，单位时间内产生的气泡数表示净（填“实际”或“净”）光合作用速率．
（2）图2中BC段的限制因素主要是光照强度，C点时细胞中产生[H]的细胞器是线粒体、叶绿体．若将图1中光源功率加大，其他实验条件不变，则C点将向右移动．
（3）实验发现，当日光灯与大试管的距离由150cm移动至90cm时，试管中无气泡产生．如何解释这一实验现象．光照强度较弱，光合作用速率（强度）小于呼吸作用速率（强度），没有氧气（气泡）的释放．
（4）假如用伊乐藻作为实验材料证明光合作用产生的O₂来自H₂O而不是CO₂，请你写出实验思路及结果．
实验思路：分别将C¹⁸O₂和H¹⁸₂O提供给两组伊乐藻，分别检测两组伊乐藻释放的氧气的放射性．
实验结果：只有提供组的伊乐藻能释放¹⁸O₂．

Answer 1

分析 分析图示，“移动太阳灯（冷光源）使之与大试管的距离不同”说明是光照强度影响光合作用强度．实验在研究时，确定变量时一般是改变的条件就是变量，在本实验中改变的是移动太阳灯与大试管的距离不同，说明变量是光照强度不同；碳酸氢钠的作用是维持容器中二氧化碳的稳定，当二氧化碳含量高时，碳酸氢钠吸收多余的二氧化碳，当二氧化碳含量低，碳酸氢钠释放二氧化碳；影响光合作用的因素主要有光照强度、温度和二氧化碳的浓度，从这些因素去分析；实际的光合作用速率=表观光合作用速率+呼吸作用．

解答 解：（1）在该实验中改变太阳灯与试管的距离也就意味着改变光合作用强度，故该小组的实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响．试管中的氧气是氧气的释放量，氧气的释放量=氧气的产生量（真正的光合作用强度）-呼吸作用消耗的氧气，所以代表净光合作用强度．
（2）分析BC段，BC段是在同一个二氧化碳的浓度下，不同温度下的曲线，而且在不同温度下，曲线是重合的，说明改变温度不影响光合作用强度，但是改变太阳灯的距离，光合作用强度改变，说明影响BC段的因素是光合作用强度．C点代表氧气的释放量为0，说明光合作用强度=呼吸作用强度，所以C点既进行光合作用又进行呼吸作用，产生[H]的场所为线粒体和叶绿体．若将图1中光源功率加大，光合速率增大，其他实验条件不变，则C点将向右移动．
（3）当日光灯与大试管的距离由150cm移动至90cm时，试管中无气泡产生，说明光照强度较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，没有氧气的释放．
（4）用伊乐藻作为实验材料证明光合作用产生的O₂来自H₂O而不是CO₂，用¹⁸O分别标记CO₂和H₂O，分别将C¹⁸O₂和H₂O、CO₂和H₂¹⁸O提供给两组伊乐藻，分别检测两组伊乐藻光合作用释放的氧气，发现¹⁸O只出现在用H₂¹⁸O组的伊乐藻中．
故答案为：
（1）光照强度、温度    净
（2）光照强度   叶绿体和线粒体   右
（3）光照强度较弱，光合作用速率（强度）小于呼吸作用速率（强度），没有氧气（气泡）的释放
（4）实验思路：分别将C¹⁸O₂和H¹⁸₂O提供给两组伊乐藻，分别检测两组伊乐藻释放的氧气的放射性
实验结果：只有提供组的伊乐藻能释放¹⁸O₂

点评 本题考查对有关实验坐标曲线图的理解，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断的能力．影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度，在设计相关的实验时，要充分考虑到单一变量的原则，在本题中利用碳酸氢钠就可以保证二氧化碳的浓度的稳定性，确保影响光合作用的强度的因素不来自于二氧化碳的浓度．