Question

【題目】科學(xué)探究是研究生物學(xué)的重要方法，為了探究綠色植物的呼吸作用和光合作用，某生物興趣小組的同學(xué)在老師指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了圖甲所示的裝置，圖乙為C裝置葉片在晴朗的夏季天內(nèi)呼吸作用和光合作用的變化曲線(xiàn)。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（提示：B、C瓶中的液體為CO2緩沖液，NaOH溶液具有吸收CO2的作用。）

（1）圖甲裝置處于適宜的光照強(qiáng)度下，C瓶葉肉細(xì)胞中線(xiàn)粒體可以為葉綠體提供____________。

（2）圖甲所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能探究____________（任寫(xiě)兩個(gè)）因素對(duì)光合作用的影響。

（3）D裝置玻璃管中紅墨水的移動(dòng)方向是____________（填“向左”向右”或“不動(dòng)”），請(qǐng)寫(xiě)出O2直接參與該過(guò)程的反應(yīng)式____________________________________。

（4）圖乙中的曲線(xiàn)___________可以表示C裝置內(nèi)葉片與D裝置內(nèi)葉片不同的生理活動(dòng)，理由是__________。

（5）對(duì)圖甲C裝置中的葉片進(jìn)行脫水稱(chēng)重，欲使其質(zhì)量最大，結(jié)合圖乙中的曲線(xiàn)應(yīng)選擇_________點(diǎn)左右摘取葉片。

Answer 1

【答案】CO2和H2O 水、光照、二氧化碳 向左 Ⅰ D裝置內(nèi)葉片只有呼吸作用，而C裝置內(nèi)葉片還有光合作用圖乙中曲線(xiàn)有為0的時(shí)間段，由于無(wú)光條件下不能進(jìn)行光合作用，故曲線(xiàn)1表示的光合作用與D裝置內(nèi)葉片的生理活動(dòng)不同（或曲線(xiàn)Ⅰ主要在有光時(shí)才有相關(guān)生理活動(dòng)進(jìn)行，故曲線(xiàn)Ⅰ表示的光合作用，與之不同）（或曲Ⅱ在0—24點(diǎn)都能進(jìn)行，曲線(xiàn)Ⅱ表示呼吸作用，故曲線(xiàn)Ⅰ表示的光合作用，與之不同） 18

【解析】

1、光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，

①光合作用的光反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的類(lèi)囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成；

②光合作用的暗反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類(lèi)等有機(jī)物是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過(guò)程。

2、有氧呼吸的第一、二、三階段的場(chǎng)所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體基質(zhì)和線(xiàn)粒體內(nèi)膜，有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP，第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP，第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP。

3、無(wú)氧呼吸第一階段與有氧呼吸第一階段完全相同，第二階段是丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化為乳酸，其場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

（1）線(xiàn)粒體可以將丙酮酸徹底氧化分解生成CO2，并在有氧呼吸第三階段產(chǎn)生H2O，H2O可以參與光合作用光反應(yīng)，CO2可以參與光合作用暗反應(yīng)。

（2）圖甲中，A葉片割斷主葉脈，導(dǎo)管被切斷，這樣A葉片的前端部分就得不到從根運(yùn)輸來(lái)的水分，因此，A葉片割斷處的前端和后端部分就形成以水為唯一變量的對(duì)照實(shí)驗(yàn)組；

B葉片和C葉片，唯一不同的變量是光，是以光為變量的對(duì)照實(shí)驗(yàn)；

C葉片和D葉片，唯一不同的變量是二氧化碳，是以二氧化碳為變量的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

因此，圖甲所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能探究水、光、二氧化碳等因素對(duì)光合作用的影響。

（3））D裝置中葉片進(jìn)行呼吸作用吸收氧氣、釋放二氧化碳，而釋放的二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收了，導(dǎo)致D裝置中氣體減少，氣壓降低，因此D裝置彎玻璃管中紅墨水的移動(dòng)方向是向左移動(dòng)。O2參與有氧呼吸第三階段的反應(yīng)，和[H]結(jié)合生成水，并釋放大量能量，其反應(yīng)式為：。

（4）C裝置的植株既可以進(jìn)行光合作用，又可以進(jìn)行呼吸作用，而D裝置植株由于缺少光照，所以只進(jìn)行呼吸作用，或曲線(xiàn)Ⅰ主要在有光時(shí)才有相關(guān)生理活動(dòng)進(jìn)行，故曲線(xiàn)Ⅰ表示的光合作用，曲Ⅱ在0—24點(diǎn)都能進(jìn)行，曲線(xiàn)Ⅱ表示呼吸作用，所以C裝置內(nèi)葉片與D裝置內(nèi)葉片不同的生理活動(dòng)的曲線(xiàn)是曲線(xiàn)Ⅰ。

（5）光合作用制造有機(jī)物，光合作用的時(shí)間越長(zhǎng)，制造的有機(jī)物越多，葉片脫水后質(zhì)量越大。因此，“對(duì)圖甲C裝置中的葉片進(jìn)行脫水稱(chēng)重，欲使其質(zhì)量最大”，結(jié)合圖乙中的曲線(xiàn)應(yīng)選擇18點(diǎn)左右摘取葉片，因?yàn)榇藭r(shí)植物葉片的光合強(qiáng)度等于呼吸強(qiáng)度，葉片內(nèi)有機(jī)物不再積累增加。