Question

11．如图是天竺葵绿色叶片的相关图解，其中图1表示光合作用增长率随CO₂浓度变化．请回答下列问题．

（1）光合作用的探索历程中，德国科学家萨克斯利用天竺葵证明植物光合作用的产物除了氧气还有淀粉，科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法法进行探究，证明光合作用释放的氧气来自于水，卡尔文则用放射性同位素¹⁴C研究小球藻的过合作用过程，最终探明了CO₂中碳在光合作用中转换成有机物的途径．根据卡尔文环可知，要想使叶绿体内C₃的含量快速下降，可以改变的环境条件是增强光照或停止二氧化碳供应．
（2）从生长状况相同的天竺葵叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后置于不同浓度的NaHCO₃溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图2．请据此回答．
①请给本实验拟定一个标题探究CO₂浓度对光合作用速率的影响．
②由图2分析，c点以后曲线上升，其原因应该是NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，光合作用增长速率类似于加速度，因此只要增长速率大于零，光合作用强度就不断增加．图中可以看出，BC段增长速率最大，到D点是增长速率降为0，此时光合作用强度达到最大．
影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、CO₂浓度等，一般光合作用达到饱和点时，自变量将不再成为限制因素．

解答 解：（1）萨克斯实验：首先把绿叶先在暗处放置几小时，目的是消耗掉叶片中的营养物质．然后，让叶片一半曝光，另一半遮光．过一段时间后，用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化．证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉．鲁宾和卡门利用¹⁸O分别标记H₂O和CO₂，发现只有供给H₂¹⁸O的小球藻释放¹⁸O₂，证实光合作用中有氧气来自于水，利用了同位素标记法．卡尔文追踪检测¹⁴CO₂在小球藻光合作用中转化成有机物的途径，发现卡尔文循环．要想使叶绿体内C₃的含量快速下降，增强光照可以促进三碳化合物的还原过程，使其含量下降，或者停止二氧化碳的供应使其生成减少．
（2）①从题意可知，实验的单一变量是不同浓度的NaHCO₃溶液，NaHCO₃溶液可以分解为光合作用提供CO₂，所以该实验的目的是探究CO₂浓度对光合作用速率的影响；
②根据题意，圆叶片上浮至液面所需时间代表光合作用强度，时间越短光合作用强度越大，从图2可知，NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢，所以光合作用强度减小，叶圆片上浮时间延长．
故答案为：
（1）淀粉    同位素标记法    ¹⁴C     增强光照或停止二氧化碳供应
（2）①探究CO₂浓度对光合作用速率的影响
②NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢

点评 本题难度适中，属于考纲中理解、应用层次的考查，考查光合作用的经典实验和光合作用过程中的物质变化、影响光合作用的环境因素及探究实验等方面的知识点．解答本题的关键是准确分析过程图和曲线图，利用控制变量的方法分析实验装置，能通过比较、分析与综合等方法对实验装置和实验结果做出合理的判断或得出正确的结论能力．