Question

17．下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度．该装置放在20℃环境中．实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X．30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置．据此回答下列问题：
（1）若以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是0.8mL/h．
（2）用上述装置所测得的是净（总\净）光合作用速率，如需测定实际光合速率需增加的实验装置与原装置一样，控制黑暗条件．环境温度的变化也会影响实验结果，为了排除其影响使实验结果更准确需增加的对照装置是把原装置中绿色植物换成死的绿色植物，其他与原装置相同．
（3）假若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的暗反应阶段．
（4）如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处．在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，才能使水滴维持在X的位置上．比较两个实验可以得出什么结论？原装置中的光照强度已达到饱和，增加光照，光合速率不再增加；而适当升高温度，光合速率可以继续增加．

Answer 1

分析 本实验装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，因此实验装置测的气体变化量表示氧气量．此值为表观光合速率（即净光合速率）．
影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等，如题中的凡士林会阻塞气孔，导致二氧化碳吸收减少．

解答 解：（1）光照条件下，由于光合作用吸收的CO₂由缓冲液补充，同时释放出O₂导致密闭装置内气体压强增大，若使水滴X不移动，其针筒中单位时间内O₂气体容量的增加就代表表观光合速率的大小．由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合作用速率是（0.6-0.2）×2=0.8（mL/h）．
（2）据图分析，上述装置所测得的是净光合速率，如需测定实际光合速率需增加的实验装置与原装置一样，但应该讲装置放于黑暗环境中测量．为了排除其影响使实验结果更准确需增加的对照装置是把原装置中绿色植物换成死的绿色植物，其他与原装置相同．
（3）叶片上涂凡士林会使二氧化碳进入叶肉细胞的量减少，会使暗反应速率下降，进而影响光合速率．
（4）增加光照强度，针筒的容量仍维持在0.6mL读数处，说明光合作用强度没有增加，此时已经达到光合作用的饱和点，光照强度不再是限制因素；温度从20℃提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，说明产生的气体增多，光合作用速率增大，即在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率．
故答案为：
（1）0.8
（2）净   与原装置一样，控制黑暗条件   把原装置中绿色植物换成死的绿色植物，其他与原装置相同
（3）暗
（4）原装置中的光照强度已达到饱和，增加光照，光合速率不再增加；而适当升高温度，光合速率可以继续增加

点评 本实验设计比较巧妙，可以通过针筒上的读数测出一定时间内的氧气释放量，进而可计算出净光合速率．因此分析实验装置为本题的难点，着重考查了考生的审题能力、分析能力和理解能力，以及对相关实验进行修订的能力．