Question

某一小組利用小球藻在密閉的容器中進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：在弱光下，小球藻的周圍會(huì)釋放一些氣泡．為了確定小球藻產(chǎn)生的氣泡是O₂還是CO₂，該小組欲用靈敏的酸堿指示劑--溴代麝香草酚藍(lán)水溶液（BTB）進(jìn)行判斷． （BTB對(duì)光不敏感，當(dāng)受測(cè)溶液為中性或偏堿時(shí)呈淡藍(lán)色，弱酸性時(shí)呈淡黃色）

（1）利用淡藍(lán)色BTB水溶液，如何判斷在弱光條件下小球藻產(chǎn)生的氣泡的成分？

 

（2）在一定的光照條件下，此密閉容器中，氧氣一定增加嗎，請(qǐng)分析理由．

 

（3）用H₂¹⁸O培養(yǎng)小球藻，相隔很短的時(shí)間取樣，在葉綠體中¹⁸O將首先轉(zhuǎn)移至

 

（物質(zhì)）中；在線粒體中，¹⁸O將最終移至

 

（物質(zhì)）中．
（4）如圖甲表示在光照充足、CO₂濃度適宜的條件下，溫度對(duì)某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影響．圖中實(shí)線“--”表示光合作用速率，虛線“…”表示呼吸作用速率．
請(qǐng)據(jù)圖回答：
分析圖解可知，光合作用、呼吸作用都受到溫度的影響，其中與

 

作用有關(guān)的酶對(duì)高溫更為敏感．溫度主要影響光合作用的暗反應(yīng)階段．光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]和ATP用于暗反應(yīng)中

 

過程．若晝夜不停地光照，該植物生長的最適宜溫度約是

 

；若溫度均保持在20℃的條件下，長時(shí)間每天交替進(jìn)行12h光照、12h黑暗，該植物能否正常生長？

 

．
（5）根據(jù)上題的相關(guān)信息，請(qǐng)?jiān)谝覉D的坐標(biāo)上畫出植物在15～60℃范圍內(nèi)的凈光合作用速率的變化曲線．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,細(xì)胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：本題主要考察光合作用和呼吸作用，在本題中主要依據(jù)的公式：凈光合作用量=真光合作用量-呼吸作用量、有機(jī)物的積累量=光合作用合成量-呼吸作用消耗量．

解答： 解：（1）CO₂溶解于水，使溶液酸性變強(qiáng)．當(dāng)溶液由淡藍(lán)色變淡黃色，說明小球藻產(chǎn)生的氣泡成分為CO₂；當(dāng)溶液由淡黃色變淡藍(lán)色，或一直呈淡藍(lán)色，說明小球藻產(chǎn)生的氣泡成分為O₂．
（2）在一定的光照條件下，此密閉容器中，氧氣量是否增加，取決于植物光合速率與呼吸速率的差值：光合速率大于呼吸速率時(shí)，凈產(chǎn)生O₂；呼吸速率大于光合速率時(shí)，凈消耗O₂；呼吸速率等于光合速率時(shí)，凈產(chǎn)生O₂為0．
（3）在光合作用過程中，水在光反應(yīng)階段參與反應(yīng)；水被光解后產(chǎn)生氧氣和H．在有氧呼吸過程中，水參與了第二階段的反應(yīng)，其中的氧進(jìn)入到了CO₂中．
（4）圖中可以看出，光合作用的最適溫度為30℃，超過該溫度后，光合作用強(qiáng)度開始下降，而呼吸作用在42℃是最強(qiáng)，因此光合作用有關(guān)的酶對(duì)髙溫更為敏感；光合作用過程中，暗反應(yīng)所需酶種類多，因此溫度主要影響光合作用的暗反應(yīng)階段，暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)．對(duì)生長最適宜，即要求凈光合作用量最大，凈光合作用=真正光合作用速率-呼吸作用速率，圖中對(duì)應(yīng)30℃；在溫度為20℃的條件下，12小時(shí)光照，二氧化碳凈吸收量是1個(gè)單位×12；12小時(shí)黑暗，凈釋放量是2×12．此時(shí)，呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，植物無法累積有機(jī)物，故不能正常生長．
（5）在作圖時(shí)，首先根據(jù)曲線圖將各溫度下的凈光合速率計(jì)算出，利用凈光合速率=真光合速率-呼吸速率，30℃為4.7、35℃為2.8、40℃為0、45℃為-3.0、50℃為-3.5、55℃為-1.5、60℃為0，由此連線作圖即可．
故答：
（1）若溶液呈現(xiàn)淡黃色，說明氣泡是CO₂，若溶液呈現(xiàn)淡藍(lán)色，說明氣泡是O₂
（2）光合作用大于呼吸作用時(shí)，凈產(chǎn)生O₂，呼吸作用大于光合作用時(shí)，凈消耗O₂，呼吸作用等于光合作用時(shí)，凈產(chǎn)生O₂為0
（3）O₂      CO₂  
（4）光合   C₃的還原   30℃不能
（5）要點(diǎn)：15℃位于橫軸上一點(diǎn)（不大于一格），30℃最高（橫軸上方五格）40℃開始位于橫軸以下負(fù)增長

點(diǎn)評(píng)：本題主要考察光合作用、呼吸作用、凈光合作用、真正光和作用和它們的關(guān)系，以及相關(guān)的曲線分析．意在考查學(xué)生對(duì)曲線的分析能力和作圖能力．有一定的難度，綜合考查了光合作用、呼吸作用于植物正常生長之間的關(guān)系．熟練掌握相關(guān)知識(shí)是解題的關(guān)鍵．