Question

16．下面两图是光合作用和细胞呼吸的相关实验数据曲线和装置图．以测定CO₂的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，结果如图1所示．请结合有关知识回答：

（1）光照条件下植物吸收的CO₂在叶绿体基质（具体场所）参与反应，而在黑暗条件下CO₂由线粒体基质（或线粒体基质和细胞质基质）（具体场所）释放．
（2）光照相同时间25℃光合作用积累的有机物的量最多．
（3）温度由25℃上升到30℃的过程中，植物每小时光合作用制造的有机物量在增加（“增多”或“减少”）．
（4）若用图2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，在装置内的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，为使测得的O₂变化量更精确，在图2装置拧紧的阀门上还应采用凡士林措施；再设置对照装置，在设置装置的容器和小烧杯中应分别放入和甲组植物大小相同的死的植物幼苗和等量CO₂缓冲液（或等量碳酸氢钠溶液）．

Answer 1

分析 1、解此题首先要明确下列几个等式：①总光合作用=净光合作用+呼吸作用，②光合作用制造有机物=合成的有机物=积累有机物+消耗的有机物（呼吸作用），③叶绿体固定的二氧化碳=光合作用所需要的二氧化碳=从外界吸收的二氧化碳+呼吸释放的二氧化碳．
2、据图表所示，虚线表示光合作用净积累有机物的量，实线表示呼吸作用消耗有机物的量．因此总光合作用=制造的有机物=虚线量+实线量．图中纵坐标的生物学意义是二氧化碳吸收量（植物从外界吸收的二氧化碳量）和二氧化碳的释放量（植物有氧呼吸释放的二氧化碳量）．
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．

解答 解：（1）光照条件下植物吸收的CO₂在叶绿体基质参与反应，而黑暗条件下CO₂由呼吸作用产生，即有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，场所是线粒体基质．
（2）由曲线图可以看出，25℃时产生的有机物的量是最多的，是最适合植物生存的．
（3）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，根据曲线图中的数据可知，25℃时总光合速率=3.5+2.5=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．
（4）若用图示2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．
故答案为：
（1）叶绿体基质    线粒体基质（或线粒体基质和细胞质基质）
（2）25℃
（3）增加
（4）将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液      凡士林   对照    和甲组植物大小相同的死的植物幼苗和等量CO₂缓冲液（或等量碳酸氢钠溶液）

点评 本题通过实验装置和曲线图考查了对植物光合作用的测定及影响光合作用的因素等方面的知识，意在考查考生的析图能力和理解能力，难度适中．考生要能够明确图中虚线表示净光合作用，实线表示呼吸作用，然后根据实际光合速率=净光合速率+呼吸速率进行相关计算．