Question

【題目】下圖甲為研究光照強度對某植物光合作用強度影響的實驗示意圖。圖乙表示夏季晴朗的一天，該植物在24小時內02吸收和釋放速率的變化示意圖（單位：mg/h），A、B點對應時刻分別為6點和19點。圖丙表示另一種植物在溫度為A時、光照強度分別為a、b、c、d時單位時間內氣體的變化情況。

（1）圖甲中限制A～C段光合速率的主要因素是________。若提高溫度，曲線的變化是____(填“上移”或“下移”或“不動”或“信息不足，無法確定”)。若其他條件皆適宜，適當增大 CO2 濃度，則B點向_____移動，C點向______ 移動。

（2）圖乙中24小時內不進行光合作用的時段是___________________。圖乙中，A點時，植物體的葉肉細胞總光合速率____呼吸速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）圖乙中測得該植物一晝夜的O2凈釋放量為300mg。假設該植物在24小時內呼吸速率不變，則該植物一天通過光合作用產生的O2總量是________mg，光合作用速率最高時，光合作用每小時利用CO2的量是_______mg。圖中陰影部分所表示的O2釋放量_____（大于、等于、小于）300mg。

（4）在生產實踐中，常采用施用農家肥的方法增加CO2的濃度，其原理是_______。

（5）圖丙中，若該植物長時間的光照強度為b，則該植物是否能正常生長________（填“是”或“否”）。要測得植物在溫度為A、光照強度為d時的真正光合作用速率，至少需要設計兩組實驗：一組將植物置于________________條件，測得呼吸作用速率；可在裝置中放置NaOH溶液，導致裝置壓強變化的原因是_______________________________。另一組將同種生長狀況相同的植物置于光照強度為d的密閉環境中，可在裝置中放置____________溶液，所得數值為________________。

Answer 1

【答案】光照強度 信息不足，無法確定 左 右上方 0-5和20-24 (或20—5) 大于 588 77 大于 農家肥富含有機物，分解者的分解作用釋放出大量C02 否 黑暗 呼吸作用吸收氧氣 NaHCO3或緩沖溶液 光合作用放出的氧氣與呼吸作用吸收氧氣的差值

【解析】

據題文描述和圖示信息可知：本題綜合考查學生對光合作用過程及其影響的環境因素、細胞呼吸等相關知識的識記和理解能力、獲取信息與分析問題的能力，以及是否具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理的能力。

(1) 圖甲中的A～C段，光合速率隨光照強度的增加而增加，說明光照強度是限制A～C段光合速率的主要因素。因不知圖甲實驗所控制的溫度是否為該植物光合作用的最適溫度，所以若提高溫度，由于信息不足，無法確定曲線的變化趨勢。圖甲所示的縱坐標表示凈光合速率，B點時真正光合速率等于呼吸速率，C點對應的光照強度為光合速率達到最大值時所需要的最小光照強度。若其他條件皆適宜，適當增大 CO2 濃度，則光合速率增大，此時B點向左移動，C點向右上方移動。

(2) 圖乙中，0-5時段和20-24時段，02吸收速率均為12mg/h，說明在這兩個時段內植物不進行光合作用。乙圖中，A點時02吸收速率為零，此時植物能進行光合作用的所有細胞的光合速率與所有細胞的呼吸速率相等，因此葉肉細胞的總光合速率大于葉肉細胞的呼吸速率。

(3) 依題意可知：圖乙中植物的呼吸速率＝12mg/h，該植物一晝夜的O2凈釋放量＝300mg，因此該植物一天通過光合作用產生的O2總量＝一晝夜的O2凈釋放量＋呼吸速率×24h＝300mg＋12mg/h×24h＝588mg。光合作用速率最高時，光合作用每小時產生的氧氣量＝44 mg/h＋12 mg/h＝56mg/h，依據反應式“”可推知每小時利用CO2的量＝（56×44×6）÷（32×6）＝77mg。植物夜晚不進行光合作用，但會通過呼吸作用消耗氧氣，圖中陰影部分表示該植物白天的凈光合作用量，該植物一晝夜的O2凈釋放量＝300mg＝陰影部分面積－夜晚呼吸作用的消耗量，因此圖中陰影部分所表示的O2釋放量大于300mg。

(4) C02是光合作用的原料。農家肥富含有機物，分解者的分解作用可將農家肥富含的有機物分解并釋放出大量C02，所以在生產實踐中，常采用施用農家肥的方法增加CO2的濃度。

(5) 圖丙中O2產生總量表示真正光合作用速率，CO2釋放量表示凈光合作用速率。光照強度為b時，O2產生總量與CO2釋放量相等，說明呼吸作用速率＝2倍的真正光合作用速率，即真正光合作用速率小于呼吸作用速率，沒有有機物的積累。可見，若該植物長時間的光照強度為b，則該植物不能正常生長。要測得植物在溫度為A、光照強度為d時的真正光合作用速率，需要測定植物的凈光合作用速率和呼吸作用速率，因此至少需要設計兩組實驗：一組將植物置于黑暗條件，同時在裝置中放置可以吸收CO2的NaOH溶液，測得的呼吸作用速率以氧氣的消耗量為檢測指標；導致裝置壓強變化的原因是呼吸作用吸收氧氣。另一組將同種生長狀況相同的植物置于光照強度為d的密閉環境中，可在裝置中放置NaHCO3或緩沖溶液，以維持裝置中CO2濃度的相對穩定；由于細胞呼吸消耗氧氣，而光合作用產生氧氣，此時測定的氣體變化量，是該植物的凈光合作用速率，即光合作用放出的氧氣與呼吸作用吸收氧氣的差值。