Question

18．某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況，設(shè)計(jì)了由透明的玻璃罩構(gòu)成的小室（如圖A所示）．
（1）將該裝置放在自然環(huán)境下，測定夏季一晝夜小室內(nèi)植物氧氣釋放速率的變化，得到如圖B所示曲線，那么影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度、溫度；裝置刻度管中液滴移到最右點(diǎn)是在一天中的18（或g）點(diǎn)．
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中某段光照時(shí)間內(nèi)，記錄液滴的移動(dòng)，獲得以下數(shù)據(jù)：

每隔20分鐘記錄一次刻度數(shù)據(jù)
…	24	29	32	34	…

該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在B曲線的de或fg段獲得的．
（3）圖B中e與f相比，e點(diǎn)時(shí)刻C₃的合成速率慢，與b相比，a點(diǎn)形成的原因可能是a時(shí)刻溫度較低．為測定該植物真正光合作用的速率，設(shè)置了對照組，對照組置于遮光條件下，其他條件與實(shí)驗(yàn)組相同．測的單位時(shí)間內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組讀數(shù)為M，對照組讀數(shù)為N，該植物真正光合作用的速率是M-N．
（4）圖C表示植物在不同光照強(qiáng)度下單位時(shí)間內(nèi)CO₂釋放量和O₂產(chǎn)生總量的變化．不考慮光照對溫度的影響，圖C植物的d時(shí)單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞從周圍環(huán)境吸收2個(gè)單位的CO₂．
（5）給予不同強(qiáng)度的光照，測定A、B兩種植物葉片的CO₂吸收量和CO₂釋放量，結(jié)果如圖D所示．當(dāng)光照強(qiáng)度為a時(shí)，比較A、B植物的有機(jī)物積累速率M_A、M_B和有機(jī)物合成速率N_A、N_B的大小，結(jié)果應(yīng)分別為M_A=M_B、N_A＞N_B（填＞、＜或=）．此時(shí)A植物葉綠體中ADP的移動(dòng)方向是從葉綠體基質(zhì)移動(dòng)到囊狀結(jié)構(gòu)薄膜．

Answer 1

分析 分析裝置圖和曲線圖是解答本題的關(guān)鍵．圖A是密閉裝置，內(nèi)有二氧化碳緩沖液，說明實(shí)驗(yàn)過程中二氧化碳濃度始終不變，因此刻度移動(dòng)表示是氧氣的變化量．液滴移到最右邊，此時(shí)一天中儲(chǔ)存氧氣最多，圖B中g(shù)點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用相等，超過該點(diǎn)將消耗氧氣，所以g點(diǎn)時(shí)儲(chǔ)存氧氣最多．由數(shù)據(jù)可知，相同的時(shí)間刻度變化越來越小，說明釋放的氧氣量在減少，對應(yīng)圖B中de段或fg段．圖D中，A是陰生植物，B是陽生植物．

解答 解：（1）影響光合作用的因素主要有光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等．圖A是密閉裝置，內(nèi)有二氧化碳緩沖液，說明實(shí)驗(yàn)過程中二氧化碳濃度始終不變，那么影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素就只有光照強(qiáng)度和溫度了．裝置刻度管中液滴移動(dòng)是由氧氣的增減造成的，只要有氧氣釋放，液滴就會(huì)右移．圖B中g(shù)點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用相等，超過該點(diǎn)將消耗氧氣，所以g點(diǎn)時(shí)儲(chǔ)存氧氣最多．
（2）表格中數(shù)據(jù)表明，氧氣的產(chǎn)生速率在逐漸減小，在B曲線上所對應(yīng)的區(qū)段是de和fg．
（3）圖B中e點(diǎn)與f點(diǎn)相比，e點(diǎn)的氧氣釋放速率慢，即光合速率慢，消耗的C₃少，那么C₃的合成速率就慢．a(chǎn)點(diǎn)形成的原因夜間a時(shí)刻溫度較低呼吸作用吸收氧氣減少．如果要測定該植物真正光合作用的速率，還需要測定出呼吸速率，具體做法是設(shè)置A裝置完全相同的C裝置，將C裝置遮光放在與A相同的環(huán)境條件下．測得單位時(shí)間內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組讀數(shù)為M，對照組讀數(shù)為N，該植物真正光合作用的速率是=凈光合速率+呼吸作用速率=M-N或M+|N|．
（4）光照強(qiáng)度為d時(shí)單位時(shí)間內(nèi)氧氣釋放量為8個(gè)單位，而綠色植物呼吸作用釋放二氧化碳為6個(gè)單位，需要細(xì)胞從周圍環(huán)境吸收2個(gè)單位的CO₂．
（5）據(jù)圖D分析，光照強(qiáng)度為a時(shí)，A、B植物的凈光合速率就是有機(jī)物積累速率M_A、M_B，此時(shí)兩曲線相交與一點(diǎn)，故M_A=M_B．真正的光合速率就是有機(jī)物合成速率N_A、N_B，此時(shí)A的呼吸速率大于B的呼吸速率，真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率，所以N_A＞N_B．此時(shí)A植物光合作用過程中葉綠體中ADP從葉綠體基質(zhì)移動(dòng)到囊狀結(jié)構(gòu)薄膜．
故答案為：
（1）光照強(qiáng)度、溫度         18（或g）
（2）de或fg
（3）慢    a時(shí)刻溫度較低       M-N
（4）2
（5）=＞從葉綠體基質(zhì)移動(dòng)到囊狀結(jié)構(gòu)薄膜

點(diǎn)評(píng) 本題考查光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，能對一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂的能力．