Question

5．如图甲曲线表示某植物在恒温30℃时光合速率与光照强度的关系，图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图．试回答：

（1）Y点的含义是（该光照强度时）植物光合作用速率等于吸呼作用速率．已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到25℃，图甲曲线中X点将向下移动，Y点将向左移动；
（2）Z处植物叶绿体中ADP的运动方向是从叶绿体基质移到类囊体薄膜，若此时突然停止光照，C0₂供应不变，则叶绿体中C₃的含量将会增加；
（3）利用图乙装置来探究影响植物光合作用的因素实验中，若在灯与广口瓶之间放一隔热装置（假设对透光性无影响），这时我们可用这个装置来探究影响植物光合速率的因素．其中光照强度是自变量．若实验中每隔15min改变一次广口瓶与灯之间的距离，随着时间与距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因可能是光照强度减弱（或水中C0₂含量逐渐下降）；
（4）据研究发现，当土壤干旱时，植物根细胞会迅速合成某种化学物质X．有人推测根部合成的X运输到叶片，能调节气孔的开闭．他们做了如下实验：取大小和生理状态一致的叶片若干，平均分为三组，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中，以分析叶片中X物质浓度与气孔开放程度之间的关系．一段时间后，测得有关数据如表．（注：气孔导度越大，气孔开启程度越大．）

分组 测量指标	培养液中X的浓度/mol•m-3
	5×10-5	5×10-4	5×10-3
叶片中X的浓度/mol•g-1（鲜重）	2.47	2.97	9.28
叶片中的气孔导度/mol•m-2•a-1	0.54	0.43	0.27

①以上方案有一处不完善的地方，请指出来并加以改正缺乏空白对照，应增加1组，将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中；
②由表可以推测，随着培养液中X浓度的增大，植物光合作用强度降低，原因是随着培养液中X浓度的增大，气孔关闭程度逐渐增大，C0₂吸收减少．

Answer 1

分析 在图甲中，当光照强度为X点时，叶肉细胞产生ATP的生理过程有有氧呼吸；当光照强度为X点之后时，叶肉细胞中产生ATP的生理过程有光合作用和有氧呼吸，发生场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体．Y点时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率．
图乙装置可通过更换灯泡功率或改变试管与光源之间的距离改变光照强度，以探究光照强度对光合作用的影响，在灯与试管之间隔盛水玻璃柱可吸收灯光的热量，避免光照引起试管内水温的变化而影响光合作用强度．

解答 解：（1）Y点表示该光照强度时，植物光合作用速率等于吸呼作用速率．根据题干可知，当温度调节到25℃，呼吸作用的酶活性减弱，光合作用的酶活性增强，因此呼吸作用减弱导致甲曲线中X点将向下移动，同时光合作用又增强，因此光补偿点前移，Y点将向左移动．
（2）光反应阶段消耗ADP，暗反应阶段产生ADP，故Z处植物叶绿体中ADP的运动方向是从叶绿体基质移到类囊体薄膜．若此时突然停止光照，C0₂供应不变，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C₃减少，而CO₂被C₅固定形成C₃的过程不变，故叶绿体中C₃的含量将会增加．
（3）图乙装置可以用来探究影响植物光合速率的因素．其中自变量是光照强度．若实验中每隔15min改变一次广口瓶与灯之间的距离，随着时间与距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因可能是光照强度减弱（或水中CO₂含量下降）．
（4）①实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则，无关变量应该相同且适宜．本实验缺乏空白对照．应增加1组，将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中．
 ②由表格中数值可得知，随着培养液中X浓度的增大，气孔导度越小．而气孔导管越小，气孔开启程度越小，CO₂吸收越少，植物光合作用强度越小．
故答案为：
（1）（该光照强度时）植物光合作用速率等于吸呼作用速率    下     左
（2）从叶绿体基质移到类囊体薄膜     增加
（3）光照强度     光照强度减弱（或水中C0₂含量逐渐下降）
（4）①缺乏空白对照，应增加1组，将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中
②降低     随着培养液中X浓度的增大，气孔关闭程度逐渐增大，C0₂吸收减少

点评 本题以坐标曲线和实验为载体，考查了光合作用和呼吸作用以及相关实验的设计等方面的知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析、处理，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力．