Question

【題目】下圖是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，該裝置放在20℃環境中。實驗開始時，針筒的讀數是0.2mL，毛細管內水滴在位置X。30分鐘后，針筒的容量需要調至0.6mL的讀數，才能使水滴維持在X的位置。據此回答下列問題：

（1）若以釋放出的氧氣量來代表凈光合作用速率，該植物的凈光合作用速率是_________mL/h，測定該凈光合速率應該在光下進行，原因是________________，其中的碳酸氫鈉緩沖液的作用是_________，如果要測定實際光合速率還要在____________測定呼吸速率。

（2）假若在該植物的葉片上涂上一層凡士林，光合作用的速率會大幅度下降，這一做法主要限制光合作用的_______________反應階段。

（3）如果在原實驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍維持在0.6mL讀數，在另一相同實驗裝置中，若只將溫度提升至30℃，針筒容量需要調至0.8mL讀數，才能使水滴維持在X的位置上。比較兩個實驗可以得出什么結論？______________________。

（4）為了防止無關變量對實驗結果的干擾，本實驗還應設置對照實驗，對照組實驗裝置與實驗組的區別是_____________________________________。

Answer 1

【答案】 0.8 在光下植物同時進行光合作用和呼吸作用，測定的數值直接代表凈光合作用 保持裝置中的CO2濃度相對穩定 暗處 暗 在上述條件下，光照強度不是限制光合作用速率的主要因素，溫度是限制光合速率的主要因素 其他條件不變，對照組放置等量的死的綠色植物

【解析】試題分析：裝置中的碳酸氫鈉溶液可以使瓶中的CO2濃度保持相對穩定。水滴移動的距離是瓶中植物光合作用的產氧量與所有生物的呼吸作用耗氧量的差值導致裝置中氣體壓強變化所致，表示的是凈光合作用速率，而凈光合作用速率＝實際光合作用速率－呼吸作用速率。在此基礎上，圍繞“光合作用”等相關知識，從題圖和題意中提取信息，對各問題情境進行解答。

(1) 實驗開始時，針筒的讀數是0.2mL，毛細管內水滴在位置X。30分鐘后，針筒的容量需要調至0.6mL的讀數，才能使水滴維持在X的位置。若以釋放出的氧氣量來代表凈光合作用速率，該植物的凈光合作用速率是（0.6—0.2）×2＝0.8（mL/h）。因在光下，植物同時進行光合作用和呼吸作用，測定的數值直接代表凈光合作用，所以測定該凈光合速率應該在光下進行，其中的碳酸氫鈉緩沖液的作用是保持裝置中的CO2濃度相對穩定。凈光合作用速率＝實際光合作用速率－呼吸作用速率，可見，如果要測定實際光合速率還要在暗處測定呼吸作用速率。

(2)在該植物的葉片上涂上一層凡士林，會使進入葉肉細胞的CO2量減少。暗反應會因CO2濃度的降低而減弱，導致光合作用的速率大幅度下降，可見，這一做法主要限制光合作用的暗反應階段。

(3)增加光照強度，針筒的容量仍維持在0.6mL讀數，說明光合作用速率沒有增加，已經達到光飽和點（光合作用達到最大值所需的最小光照強度），此時光照強度不是限制光合作用速率的主要因素；將溫度（從20℃）提升至30℃，針筒容量需要調至0.8mL讀數才能使水滴維持在X的位置上，說明光合作用產生的氣體增多，光合作用速率增大，此時溫度是限制光合速率的主要因素。

(4) 為了防止無關變量對實驗結果的干擾，需增設一對照組，對照組的實驗裝置與實驗組的區別是：其他條件不變，對照組放置等量的死的綠色植物。