Question

17．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）图甲曲线中，当光照强度为W点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；
（2）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光照强度与光合速率的关系．光照强度是自变量，可以通过改变广口瓶与灯之间的距离来改变这一自变量，也可通过变换灯管的功率来改变；
（3）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是：①光照强度减弱，光合作用产生的O₂减少；②水中CO₂含量逐渐下降，光合作用产生的O₂减少．
（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：从该植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶片，分成三组，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，可以测得的有关数据；（注：气孔导度越大，气孔开启程度越大．）
①以上方案有不完善的地方，请指出来并加以改正：a样本量太小．应“取大小和生理状态一致的叶片若干，平均分为三组”；，b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方案完善后，测得有关数据，得到下表的结果．

测量指标 分组	培养液中X的浓度/mol•m-3
	5×10-5	5×10-3	5×10-1
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

由此可以推测，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，CO₂吸收减少．

Answer 1

分析 在解答产生ATP的场所时要分情况答题：只进行呼吸作用（细胞质基质、线粒体）和同时进行光合作用和呼吸作用（叶绿体、细胞质基质、线粒体）．温度会影响酶的活性，要根据题中所给条件，确定将温度调节到25℃后光合作用和呼吸作用的酶活性分别如何改变．在解答第（4）小题时，关键要从影响光合作用的环境因素的角度分析．

解答 解：（1）光照强度为W点时，叶肉细胞既进行光合作用，又进行呼吸作用，因此此时细胞中合成ATP的过程是呼吸作用光合作用，场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体．
（2）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光照强度与光合速率的关系．光照强度是自变量，可以通过改变广口瓶与灯之间的距离来改变这一自变量，也可通过变换灯管的功率来改变．
（3）水藻进行光合作用吸收二氧化碳释放氧气，随着距离的增加，会导致水藻接受的光照减弱，光合作用减弱，释放的氧气量减少；同时溶液中二氧化碳浓度降低也会降低光合速率，从而使产生的氧气减少．
（4）①a、实验中用了大小和生理状态一致的4叶片，每组只有1片叶，数量较少，具有较大的偶然性不够科学，因此应取大小和生理状态一致的叶片若干，平均分成四组进行实验．
b、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）细胞质基质、线粒体和叶绿体
（2）光照强度    光照强度    距离
（3）①光照强度减弱，光合作用产生的O₂减少
②水中CO₂含量逐渐下降，光合作用产生的O₂减少
（4）①a．样本量太小．应“取大小和生理状态一致的叶片若干，平均分为三组”
b．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，CO₂ 吸收减少

点评 本题中的前三小题难度适中，后一小题考生的得分率往往较低，并且主观性较强，对考生的分析能力和实验设计能力有较高的要求，考生在平时学习过程中要注意知识的积累和实验设计能力的培养．