Question

請閱讀下列有關光合作用的測定方法的相關資料，回答相應問題。

（1）氣體體積變化法——測光合作用產生O（或消耗CO）的體積

下圖是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內的二氧化碳濃度，該裝置置于20℃環境中。實驗開始時，針筒的讀數是0.2mL，毛細管內的水滴在位置X。20min后，針筒的容量需要調至0.6mL的讀數，才能使水滴仍維持在位置X處。據此回答下列問題：

①若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量清水，重復上述實驗，20min后，要使水滴維持在位置X處，針筒的容量________（需向左/需向右/不需要）調節。

②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。

③若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量濃氫氧化鈉溶液，在20℃、無光條件下，30min后，針筒的容量需要調至0.1mL的讀數，才能使水滴仍維持在X處。則在有光條件下該植物的實際光合速率是________mL/h。

（2）黑白瓶法——測溶氧量的變化

例某研究小組從當地一湖泊的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下，分別在起始和24小時后測定各組培養瓶中的氧含量，記錄數據如下：

光照強度（klx）	O（黑暗）	a	b	c	d	e
白瓶溶氧量（mg/L）	3	10	16	24	30	30
黑瓶溶氧量（mg/L）	3	3	3	3	3	3

①黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的原因是_________________；該瓶中所有生物細胞呼吸消耗的O₂量為_________mg/L·24h。

②當光照強度為c時，白瓶中植物光合作用產生的氧氣量為　 mg／L·24h。

③光照強度至少為____（填字母）時，該水層產氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。

（3）蘆薈具有一種特殊的CO₂同化方式：夜間氣孔開放，吸收CO₂轉化成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中的蘋果酸分解釋放CO₂參與光合作用，如圖一、圖二。芥蘭的CO₂利用過程如圖三，請據圖回答問題：

①蘆薈夜晚不能合成C₆H₁₂O₆，原因是缺少暗反應所需的_________。白天蘆薈進行光合作用所利用的CO₂的來源于________________________________。

②在白天10：00時，突然升高環境中CO₂的濃度，短時間內蘆薈和芥蘭細胞中C₃酸含量的變化分別是________、________。若白天在某時刻忽然發現蘆薈植物細胞中C₆H₁₂O₆含量增加，則可能是由于______________（環境因素）造成的。

③蘆薈氣孔開、閉的特點是對環境的適應，推測其生活環境的特點是__________。從進化角度看，這種特點的形成是______________________的結果。

Answer 1

（1）①不需要  ②1.2（mL/h）  ③1.4（mL/h）

（2）①黑瓶中植物不能進行光合作用產生氧，生物呼吸消耗氧氣  7    ②21  ③a

（3）①ATP、[H]；白天蘆薈進行光合作用所利用的CO一部分來源蘋果酸分解；

②蘆薈基本不變；芥蘭上升；溫度更接近最適溫度或光照增加

③炎熱干旱；自然選擇

真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率，影響光合強度的環境因素包括光照強度、CO₂濃度、溫度、水分等，但對A植物來講白天氣孔是關閉的，CO₂濃度對其沒有影響。暗反應對光反應的依賴是在C₃還原的階段，如果沒有光反應的進行，C₃的還原就停止，當然也就無法合成C₆H₁₂O₆了。通常，白天光合作用所需要的CO₂來自于細胞呼吸以及環境中吸收，但A植物白天氣孔關閉不能利用大氣中的CO₂，而是來自于蘋果酸的脫羧。上午10時突然降低CO2的濃度，對A植物光合作用利用CO₂不會產生影響，因此對C₃的含量也不產生影響；但B植物可利用的CO₂下降，將導致C₃合成量的減少。A植物氣孔開閉的特點說明其是適應炎熱干旱環境的。