Question

1．研究人员利用紫苏进行了两组实验，结果分别用如图（甲、乙）表示．

（1）图甲表示在一个密闭容器内紫苏植株一昼夜O₂含量的变化，据图分析：
①图中B点后曲线上升的原因是光合作用过程中光反应阶段增强，此时光能转化为活跃的化学能储存在ATP．
②紫苏植株光合作用释放的O₂量和呼吸作用消耗的O₂量相等的点是B、C．（用图中字母回答）
③该紫苏植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？否（填“是”或“否”），理由是密闭装置内的O₂含量比实验前低，说明紫苏植株细胞呼吸作用消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量．
（2）图乙是研究水分在植物体内运输的情况．把紫苏的枝条放在盛有红色染液的烧杯中，一段时间后，洗净并在距枝条底部的不同位置横切观察导管部分（如图），含有染液的部分显示水分的经过的途径和高度．分析回答：
①若培养过程叶片出现萎蔫的现象，说明叶肉细胞的细胞壁与原生质层发生分离，其吸水能力逐渐增强（填“增强”“不变”或“减弱”）．
②给你提供一些如图乙所示的形态和生长状况相似的紫苏枝条，请利用上述实验装置，验证叶的表面积与水分运输速率呈正相关．
实验步骤：
第一步：取若干紫苏叶枝条，平均分为两组，标号为A、B．A组的枝条保留叶片，B组的枝条去掉部分叶片．
第二步：把两组紫苏的枝条如图乙放置在盛有红色染液的烧杯中．
第三步：两组枝条放置相同环境中一段时间后，洗净并在距离枝条底部的不同位置横切观察．
实验预期：相同时间内，A组的枝条的染液上升高度比B组的要高．

Answer 1

分析 植物既进行光合作用又进行呼吸作用，若是光合作用强度高于呼吸作用，则表现为释放氧气，吸收二氧化碳；若光合作用强度低于呼吸作用，则表现为吸收氧气，释放二氧化碳．图中气体含量的变化是因为两项生理活动比较和差值而产生的．上午6点，光照强度开始增强，此时光合作用的光反应开始增强，能够为暗反应提供更多的还原氢和ATP．在绿色植物的叶片中，光合作用产生的氧气可以在线粒体中参与有氧呼吸的第三个阶段；B点氧气的含量由减少转变为增多，C点氧气的含量由增多转变为减少，所以B、C两点氧气既不增多也不减少，可知光合作用和呼吸作用强度恰好相等．从图中可以发现，该植株经过一昼夜之后，环境中的氧气浓度反而降低，也说明了植物的净光合作用为负值，植物并没有积累有机物，反而消耗了有机物．

解答 解：Ⅰ（1）B曲线上升时因为太阳的升起，光照增强，光合作用开始，光反应进行水的光解，产生O₂，同时光能转化为化学能储存在[H]和ATP中．
（2）由图甲知B、C两点时间分别是6时和18时，6时氧的含量最低和18时氧的含量最多，说明此时是番茄植株光合作用释放的O₂量和呼吸作用消耗的O₂相等的时间点．
（3）由于紫苏植株是在密闭容器内种植，一昼夜后A点与D点相比的净氧含量反而减少，即说明在这24h内呼吸作用大于光合作用，积累有机物会减少．
（2）①若培养过程叶片出现萎蔫的现象，说明叶肉细胞失水，细胞液浓度增大，此时细胞壁与原生质层发生分离，其吸水能力逐渐增强．
②本试验为验证叶的表面积与水分运输速率呈正相关，所以实验的自变量为叶的表面积，因变量为水分运输速率，所以实验步骤为：
第一步：取若干紫苏叶枝条，平均分为两组，标号为A、B．A组的枝条保留叶片，B组的枝条去掉部分叶片．
第二步：把两组紫苏的枝条如图乙放置在盛有红色染液的烧杯中．
第三步：两组枝条放置相同环境中一段时间后，洗净并在距离枝条底部的不同位置横切观察．
实验预期：叶的表面积大，蒸腾作用旺盛，植物吸水能量强，所以水分运输速率大，实验预期为相同时间内，A组的枝条的染液上升高度比B组的要高．
故答案为：
（1）①光反应 ATP
②B、C 
③否 密闭装置内的O₂含量比实验前低（或D点比A点对应的O₂相对含量低），说明紫苏植株细胞呼吸作用消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量
（2）①原生质层 增强
②第一步：去掉部分叶片．
实验预期：相同时间内，A组的枝条的染液上升高度比B组的要高．

点评 本题考查植物光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查学生理解的知识要点、获取信息以及识图分析能力和运用所学知识分析问题、解决问题的能力．