Question

19．为探究菠菜叶光合作用与相关因素的关系，研究者进行了如下的实验．
一、用直径为1cm的打孔器避开主叶脉打出幼叶和成熟叶圆片若干．
二、将叶圆片置于注射器内，注入适量的蒸馏水，抽出叶肉细胞间隙中的空气，使叶片下沉．
三、实验处理和结果如下表．
表：不同条件下，菠菜叶圆片开始上浮的时间（min）

NaHCO3	2 000 lx，22℃		36 800 lx，22℃
	幼叶	成熟叶	幼叶	成熟叶
0	﹡	﹡	﹡	﹡
1%	21	15	9	7
2%	14	8	5	3
3%	11	6	5	3
4%	10	5	4	2
5%	8	4	3	1
6%	﹡﹡	﹡﹡	﹡﹡	﹡﹡

注：表中“﹡”表示未见上浮，“﹡﹡”表示抽气后未见下沉（不考虑溶液密度的影响），请回答有关问题：
（1）本实验的自变量有光照强度、二氧化碳的浓度，实验中叶圆片上浮的原因是叶片进行光合作用，释放出的O₂多于呼吸作用消耗的O₂，叶肉细胞间隙中的O₂增加，叶片上浮．
（2）相同条件下，若呼吸作用相同，幼叶净光合作用比成熟叶低，可能是两者叶绿体内的叶绿体数量、每个叶绿体中叶绿素的含量等有差异．
（3）NaHCO₃浓度为零时，菠菜叶圆片始终不上浮是因为NaHCO₃溶液为光合作用提供的原料是二氧化碳，所以缺乏NaHCO₃光合作用的暗反应阶段无法进行，光合作用也就无法进行．，一定范围内，NaHCO₃浓度越高菠菜叶圆片上浮的越快的原因是NaHCO₃浓度越高，为光合作用提供的二氧化碳越多，光合作用速率越大，产生的氧气也就越多，故菠菜叶圆片上浮的越快．，据此分析，能否从表中数据判断，净光合作用与NaHCO₃浓度的关系？说明理由．不能，因为表格中的数据说明，在一定的光照强度下，随着NaHCO₃浓度增大，菠菜叶圆片上浮的越快，净光合速率越大，但是再增大NaHCO₃浓度，净光合速率是一直上升，还是最终达到稳定，图中数据不能说明．．
（4）如果将未经抽气的菠菜叶圆片置于清水中，并将装置置于黑暗中，一段时间后，有些叶圆片也开始下沉，请分析原因：黑暗中，叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O₂，放出的CO₂溶于NaHCO₃稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉．

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）根据表格中的数据分析可知：该实验的自变量是光照强度、二氧化碳的浓度．实验中叶圆片上浮的原因是叶片进行光合作用，释放出的O₂多于呼吸作用消耗的O₂，叶肉细胞间隙中的O₂增加，叶片上浮．  
（2）分析表格中的数据可知，相同条件下，若呼吸作用相同，幼叶净光合作用比成熟叶低（叶圆片上浮慢），可能是两者叶绿体内的叶绿体数量、每个叶绿体中叶绿素的含量有差异．
（3）NaHCO₃溶液为光合作用提供的原料是二氧化碳，所以缺乏NaHCO₃光合作用的暗反应阶段无法进行，光合作用也就无法进行．故NaHCO₃浓度为零时，菠菜叶圆片始终不上浮．
一定范围内，NaHCO₃浓度越高菠菜叶圆片上浮的越快的原因是：NaHCO₃浓度越高，为光合作用提供的二氧化碳越多，光合作用速率越大，产生的氧气也就越多，故菠菜叶圆片上浮的越快．根据表中数据判断，不能说明净光合作用与NaHCO₃浓度的关系，因为表格中的数据说明，在一定的光照强度下，随着NaHCO₃浓度增大，菠菜叶圆片上浮的越快，净光合速率越大，但是再增大NaHCO₃浓度，净光合速率是一直上升，还是最终达到稳定，图中数据不能说明．
（4）叶片上浮后如果将烧杯遮光处理，黑暗中，叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O₂，放出的CO₂溶于NaHCO₃稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉．
故答案为：
（1）光照强度、二氧化碳的浓度  
叶片进行光合作用，释放出的O₂多于呼吸作用消耗的O₂，叶肉细胞间隙中的O₂增加，叶片上浮 
（2）低  叶绿体数量、每个叶绿体中叶绿素的含量
（3）NaHCO₃溶液为光合作用提供的原料是二氧化碳，所以缺乏NaHCO₃光合作用的暗反应阶段无法进行，光合作用也就无法进行．
NaHCO₃浓度越高，为光合作用提供的二氧化碳越多，光合作用速率越大，产生的氧气也就越多，故菠菜叶圆片上浮的越快．
不能，因为表格中的数据说明，在一定的光照强度下，随着NaHCO₃浓度增大，菠菜叶圆片上浮的越快，净光合速率越大，但是再增大NaHCO₃浓度，净光合速率是一直上升，还是最终达到稳定，图中数据不能说明．
（4）黑暗中，叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O₂，放出的CO₂溶于NaHCO₃稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉

点评 本题以表格为载体，考查影响光合作用的因素，意在考查考生能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力；考查理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；考查理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力．