Question

15．某生物兴趣小组的同学利用下列装置研究CO₂含量和光照强度对大豆光合作用的综合影响．试验时用生长发育状况一致的大豆植株在室温25℃下进行，通过缓冲液调节密闭空间内CO₂浓度的相对恒定．对各组实验装置精确测量的液滴移动数值记录于表．据图表分析回答：

组别	实验条件		液滴移动（mm/h）
	光照（lx）	CO2（%）
…	…	…	…
6	800	0.03	右移60
7	1000	0.03	右移90
8	1000	0.05	右移112
9	1500	0.05	右移112
10	1500	0.03	右移90
…	…	…

（1）第8、9组的结果相同，限制第9组装置光合作用的主要因素是CO₂浓度．
（2）根据表中数据可以看出，当装置中CO₂浓度为0.03%时，光照强度增大到10001x时，光合作用速度不再增加．
（3）若给该密闭装置同C¹⁸O₂，一段时间后，装置内能否出现C¹⁸O₂？能，请用文字或图解简要说明：C¹⁸O₂光合作用（→）C₆H₁₂¹⁸O₆呼吸作用（→）C¹⁸O₂．
（4）若将大豆幼苗放在该培养液中较长一段时间后，发现有部分新叶片叶绿素的合成受阻，开始发黄，可能缺乏的元素是镁．

Answer 1

分析 结合题意分析图解：实验中植物既进行呼吸作用也进行光合作用．当呼吸作用强度大于光合作用强度时，氧气减少而二氧化碳增多，但多余的二氧化碳会被缓冲液吸收，所以气体总量减少，液滴会左移；当呼吸作用强度小于光合作用强度时，氧气增多而二氧化碳减少，但缓冲液能维持环境中二氧化碳的浓度，所以气体总量增加，液滴会右移．表格中可以看出，通过改变光照强度和二氧化碳浓度来观察液滴的移动距离．

解答 解：（1）8、9两组可视为一组对照实验，自变量为光照强度，但是液滴移动的距离相等，说明已经达到光饱和点，因此限制因素为CO₂浓度．
（2）当装置中CO₂浓度为0.03%时，光照强度增大到1000klx 时，光合作用速度不再增加．
（3）以C¹⁸O₂作原料进行光合作用，¹⁸O的转移途径为：C¹⁸O₂光合作用（→）C₆H₁₂¹⁸O₆呼吸作用（→）C¹⁸O₂．
（4）镁是合成叶绿素的主要元素，植物缺镁会导致叶片发黄．
故答案为：
（1）CO₂浓度
（2）1000
（3）C¹⁸O₂光合作用（→）C₆H₁₂¹⁸O₆呼吸作用（→）C¹⁸O₂
（4）镁

点评 本题具有一定的难度，考查影响光合作用的环境因素、光合作用和呼吸作用过程中水中氧元素的转移途径、主动运输等相关知识，本题将两种重要代谢作用的关系设计在一个密闭的装置中，同时又用缓冲液来调节装置中二氧化碳量，在解题时能够运用单一变量的原则分析实验表格．