Question

请回答下列有关光合作用的问题．
I一学生做了如下实验：将小球藻放在一只玻璃容器内，使之处于封闭状态．实验在保持适宜温度的暗室中进行，并从第5分钟起给予光照．实验中仪器记录了该容器内氧气含量的变化，结果如图，请分析回答：
（1）在0～5分钟之内，氧气量减少的原因是

 

．
（2）给予光照后，氧气量马上增加的原因是

 

．
（3）在5～20分钟之间，氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为

 

．
（4）加入少量的NaHCO3溶液后，氧气产生量呈直线上升，这是因为

 

．
II某转基因作物有很强的光合作用强度．某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置．请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题．
实验步骤
（1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：
①甲乙两装置的D中都

 

，装置乙作对照组（校正）
②将装置甲、乙的玻璃钟罩

 

，并放在温度等相同的环境中．
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向刻度．
（2）

		实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼吸作用	甲装置	（填左或右移）1.5厘米
	乙装置	右移0.5厘米
测定植物净光合作用	甲装置	（填左或右移）4.5厘米
	乙装置	右移0.5厘米

（3）实验分析：
假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g．那么该植物的呼吸作用速率是

 

g/小时．白天光照15小时，一昼夜葡萄糖的积累量是

 

g．（不考虑昼夜温差影响）

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：净光合作用（表现光合作用）=实际光合作用-呼吸作用，所以要测定实际光合作用量要先测定呼吸作用．呼吸作用过程消耗氧气释放二氧化碳，所以氧气和二氧化碳量的变化都可以作为衡量呼吸强度的指标．根据题干中的装置图可以知道，该实验是以耗氧量作为衡量指标的．所以实验过程中就要用NaOH吸收二氧化碳以测定耗氧量．而测定呼吸强度要避免光合作用，所以要在黑暗中进行，即要做遮光处理．测定出呼吸强度后测定表观光合作用．光合作用消耗二氧化碳释放氧气，所以实验中要有提供二氧化碳的装置，即在D中盛有碳酸氢钠．通过测定氧气的释放量来测定表观光合作用．最后根据上面的公式可计算实际光合作用量．

解答： 解：Ⅰ（1）在暗室中（0～5分钟），植物不进行光合作用，而进行呼吸作用，因此呼吸作用消耗空气中氧气，使氧气的含量减少．
（2）给予光照后，植物的光合作用加强，此时植物的光合作用强度大于呼吸作用强度而使氧气量迅速增加．
（3）该实验是在密闭的容器中进行，随着时间的延长，光合作用导致容器中的二氧化碳的含量减少，使光合作用速率下降．
（4）NaHCO₃溶液可以产生CO₂，使容器中的CO₂含量增加，使光合作用加强，产生较多的氧气．
Ⅱ（1）要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度，在测呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用．用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO₂，植物呼吸作用消耗一定量O₂，释放等量CO₂，而CO₂被NaOH溶液吸收，根据玻璃钟罩内氧气体积的减少量即可测呼吸作用强度．
（2）根据以上装置可得，在测定呼吸作用速率时，装置中气体量主要是氧气的消耗，因此甲装置中液滴左移；在测定净光合速率时，由于二氧化碳维持相对稳定，气体变化主要是光合作用氧气的净释放，因此液滴右移．
（3）对照装置乙中红墨水滴右移是环境因素（如温度变化等）对实验影响的结果，实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物呼吸作用消耗O₂量等于玻璃钟罩内氧气体积的改变量，即1.5+0.5=2（g/半小时）；根据净光合作用的测定值是4.5-0.5=4（g/半小时），白天光照15小时的净光合作用量是（4×2）×15=120（g），一昼夜葡萄糖的积累量是15小时光合作用实际量减去24小时呼吸作用消耗量，等同于15小时的净光合作用量减去9小时的呼吸作用消耗量，即8×15-4×9=84（g）．
故答案为：
Ⅰ（1）呼吸作用消耗了容器中的氧气
（2）光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量
（3）光合作用使容器中的二氧化碳浓度逐渐减小，光合作用速率下降
（4）NaHCO₃溶液释放的二氧化碳使容器中的二氧化碳浓度升高
II（1）①放入NaOH溶液，②遮光处理．
（2）左移    右移
（3）4   84

点评：本题具有一定的难度和综合性，属于考纲中理解、应用层次的要求，着重考查了影响光合作用和呼吸作用的环境因素等方面的知识，要求考生具有一定的审题能力、识图能力和分析能力，在解题时善于利用净光合作用（表现光合作用）=实际光合作用-呼吸作用．