Question

8．光合作用是自然界中最基本的物质和能量代谢．根据光合作用相关实验和细胞代谢方面的知识回答如图有关问题：

（1）若将甲装置用来探究CO₂是否是光合作用的原料，则还应该再增加一个装置，做法是将NaHCO₃溶液换成等量的（1%）NaOH溶液，其他条件同该装置
（2）图乙装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响．根据该图的材料及设置，可以确定该实验的无关变量有温度、清水的量、CO₂的含量等（写出两种即可）．
（3）采用“半叶法”对菠菜叶片的光合作用强度进行测定（图丙）的大致过程是，将对称叶片的一部分（U）遮光，另一部分（V）不遮光，并设法使两部分之间的物质不发生转移．用适宜强度的光照射6h后，在U和V的对应部位截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为M_U和M_V．若M=M_V-M_U，则M表示V中被截取部分6h内光合作用合成的有机物总量．U处叶肉细胞内所发生的生理过程，用反应式可表示为C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（4）图丁是恩格尔曼实验装置改装示意图，光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围好氧细菌分布无显著变化，其原因是色素提取液吸收了红光和蓝紫光，水绵不同部分的光合作用变化不大．恩格尔曼实验的结论是叶绿体是进行光合作用的场所．

Answer 1

分析 本题主要考查影响光合作用的环境因素．
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱．
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强．当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．

解答 解：（1）若将甲装置用来探究CO₂是否是光合作用的原料，则还应该再增加一个装置，做法是将NaHCO₃溶液换成等量的1%NaOH溶液，其他条件同该装置．若要探究CO₂浓度对光合作用速率的影响，应采取的做法是至少再设置两组NaHCO₃溶液浓度不同的该装置，其他条件同该装置．若用来探究元素X是否为植物的必需矿质元素，则还应该再增加一个装置，做法是将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的完全培养液，其他条件同该装置．
（2）图乙装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响．自变量只有光照强度，其他对实验结果有影响的，如温度、清水的量、CO₂的含量等都属于无关变量，各组设置要相同．
（3）根据题意分析，用适宜强度的光照射6h后，在U和V的对应部位截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为MU和MV．若M=MV-MU，则M表示V中被截取部分6h内光合作用合成的有机物总量．U处的叶肉细胞遮光，只能进行呼吸作用，用反应式可表示为C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（4）因为色素提取液吸收了红光和蓝紫光，水绵不同部分的光合作用变化不大，所以光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围好氧细菌分布无显著变化．恩格尔曼实验的结论是氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所．
故答案为：
（1）（1%）NaOH
（2）温度、清水的量、CO₂的含量等（其他合理答案也给分）
（3）6h内光合作用合成的有机物总量  C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量
（4）色素提取液吸收了红光和蓝紫光，水绵不同部分的光合作用变化不大    叶绿体

点评 本题意在考查学生对知识的理解能力．光合作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．要注意，光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．