Question

15．如图1是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO₂浓度变化的情况．请回答下列问题：

（1）图1中在D点时光合作用速率达到最大，此时限制光合作用速率的主要环境因素是光照强度．C点和B点相比，叶绿体中[H]的合成速率增大（减小、不变、增大）．
（2）从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、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请为该实验确定一个课题名称：探究CO₂浓度对植物光合作用速率的影响．
②从图解分析，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲线上行，其原因最可能是NaHCO₃浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢．适当地增加光照强度重复此实验，b点将向下移动．

Answer 1

分析 分析图解：图1是在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO₂浓度变化的情况，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．
图2表示圆叶片上浮至液面所需时间，时间越短，说明光合作用强度越大，产生的氧气就越多．因此图示说明，随着NaHCO₃溶液浓度的上升，光合速率不断上升，但是达到一定程度后又会开始下降

解答 解：（1）图1表示光合作用增长率，只要光合作用增长率为正值，植物光合作用速率都在不断增加，所以在增长率达到0时（即D点）光合作用速率达到最大，此时CO₂浓度仍在继续上升，故限制光合作用速率的主要环境因素不是CO₂应是光照强度；C点与B点相比，C点时CO₂浓度较高，故还原时需消耗[H]和ATP较多，因此叶绿体中[H]的合成速率也高．
（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．bc段NaHCO₃溶液浓度继续上升，所以此时曲线平缓的限制因素可能为光照强度；曲线上升表明光合作用减弱（产生的氧气减少），而C点之后NaHCO₃增加，导致叶片细胞外的浓度过高，叶片细胞失水从而影响了它的细胞代谢，故而导致光合作用降低．由于bc段的限制因素主要是光照强度，因此适当地增加光照强度重复此实验，b点光合速率提高，即b点将向下移动．
故答案为：
（1）D     光照强度     增大
（2）①探究CO₂浓度对植物光合作用速率的影响
②光照强度  NaHCO₃浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢   下

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．