Question

16．（Ⅰ）把載有水綿和好氧細菌臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細的光束照射水綿，通過光學(xué)顯微鏡觀察．恩格爾曼的實驗發(fā)現(xiàn)，好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果上述臨時裝片完全暴露在光下，好氧細菌則分布在葉綠體所有受光部位的周圍（圖1）．

（1）恩格爾曼的實驗證明：氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所．
（2）恩格爾曼的實驗方法有什么巧妙之處？材料：水綿----水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察
好氧細菌----可以確定釋放氧氣多的部位
環(huán)境：沒有空氣----排除了氧氣的干擾
黑暗環(huán)境中----排除了光的干擾
對比實驗：極細的光束----使葉綠體上可分為有光和無光部位形成對照實驗
還可使葉綠體上分為光多和光少的部位形成對比實驗
臨時裝片要重新暴露在光下----反過來再一次驗證實驗結(jié)論（任答兩點）．
（Ⅱ）當其他條件最適宜時，北沙參在不同溫度和光照強度條件下的光合速率如圖2所示，光合速率以干重增加速率（mg/單位面積h）表示．請回答下列問題：
（1）20℃條件下，C點以后北沙參光合速率不再增大的限制因素是溫度．若將CO₂濃度降低為大氣中CO₂濃度值，則葉綠體中[H]合成速率將會變�。ㄗ兇蟆⒉蛔�、變小），C點向左下方向移動．
（2）30℃條件下，5klx光照強度時的總光合速率等于（大于、等于、小于）B點代表的總光合速率．
（3）在研究30℃條件下光照強度對北沙參葉片凈光合速率的影響時，除了光照強度外，其他條件均保持相同的目的是排除光照強度外的其他因素對實驗產(chǎn)生的影響（或：排除無關(guān)變量的干擾）．
（4）由圖2可知，光照強度為16klx時，溫度對北沙參凈光合速率的影響表現(xiàn)為一定范圍內(nèi)，隨溫度升高，凈光合速率升高，超過一定范圍，隨溫度升高，凈光合速率降低．

Answer 1

分析 1、進行光合色素有四種：葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素．不同色素吸收不同的波長的光．由于用不同波長光照射，好氧細菌大量聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，說明葉綠體進行光合作用主要吸收紅光和藍紫光．用極細的光束照射水綿，好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中，說明氧氣的釋放需要光照、產(chǎn)生氧氣的場所是葉綠體．
2、據(jù)圖2分析：光照強度為0時，植物只進行呼吸作用，圖中可以看出，20℃條件下，植物呼吸速率為2，30℃條件下，植物呼吸速率為4，40℃條件下，植物呼吸速率為6．實際光合速率=凈光合速率+呼吸速率．

解答 解：（Ⅰ）（1）恩格爾曼的實驗中，用極細的光束照射水綿，好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中，說明氧氣的釋放需要光照、產(chǎn)生氧氣的場所是葉綠體．
（2）恩格爾曼的實驗設(shè)計精巧，主要表現(xiàn)在：材料：水綿----水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；好氧細菌----可以確定釋放氧氣多的部位；環(huán)境：沒有空氣----排除了氧氣的干擾；黑暗環(huán)境中----排除了光的干擾；對比實驗：極細的光束----使葉綠體上可分為有光和無光部位形成對照實驗；還可使葉綠體上分為光多和光少的部位形成對比實驗；臨時裝片要重新暴露在光下----反過來再一次驗證實驗結(jié)論．
（Ⅱ）（1）20℃條件下，C點為北沙參光飽和點，此時限制光合作用的因素不再是自變量光照強度，而是溫度．將CO₂濃度降低為大氣中CO₂濃度值，其固定減弱，三碳化合物合成減少，消耗ATP和[H]的量減少，進而抑制光反應(yīng)，則葉綠體中[H]合成速率將會變�。�此時，光補償點減小，C點向左下方移動．
（2）實際光合速率=凈光合速率+呼吸速率，30℃條件下，呼吸速率為4，5klx光照強度時凈光合速率為6，真正的光合作用速率=4+6=10，B點為20℃條件下，8klx光照強度時的一點，此時呼吸作用速率為2，凈光合速率為8，所以這種的光合作用速率=2+8=10，故二者的總光合速率相等．
（3）研究30℃條件下光照強度對北沙參葉片凈光合速率的影響時，除了光照強度外，為排除光照強度外的其他因素對實驗產(chǎn)生的影響（或：排除無關(guān)變量的干擾）其他條件均保持相同．
（4）據(jù)圖2分析，光照強度為16klx時，一定范圍內(nèi)，隨溫度升高，凈光合速率升高，超過一定范圍，隨溫度升高，光合作用的酶的活性降低，凈光合速率降低．
故答案為：
（Ⅰ）（1）氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所
（2）材料：水綿----水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察
好氧細菌----可以確定釋放氧氣多的部位
環(huán)境：沒有空氣----排除了氧氣的干擾
黑暗環(huán)境中----排除了光的干擾
對比實驗：極細的光束----使葉綠體上可分為有光和無光部位形成對照實驗
還可使葉綠體上分為光多和光少的部位形成對比實驗
臨時裝片要重新暴露在光下----反過來再一次驗證實驗結(jié)論
（Ⅱ）（1）溫度      變小    左下
（2）等于
（3）排除光照強度外的其他因素對實驗產(chǎn)生的影響（或：排除無關(guān)變量的干擾）
（4）一定范圍內(nèi)，隨溫度升高，凈光合速率升高，超過一定范圍，隨溫度升高，凈光合速率降低

點評 本題考查了恩格爾曼的經(jīng)典實驗和環(huán)境因素對光合作用、呼吸作用的影響的有關(guān)知識，意在考查考生能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．