Question

某學(xué)校研究小組利用葉面積相等的A、B兩種植物的葉片分別進行了以下兩組實驗（假設(shè)兩組實驗在相同并適宜的溫度下進行，且忽略光照對呼吸作用的影響）：
實驗一  將A、B兩種植物的葉片分別放置在相同的密閉小室中，給予充足的光照，利用紅外測量儀每隔5min測定小室中的CO₂濃度，結(jié)果如圖1所示．
實驗二  給予不同強度的光照，測定A、B兩種植物葉片的CO₂吸收量和CO₂釋放量，結(jié)果如圖2所示．
請據(jù)圖分析回答：
（1）0～25min期間，影響B(tài)植物光合作用強度的主要因素是

 

．在低濃度二氧化碳時，固定CO₂能力較強的植物是

 

．
（2）當(dāng)實驗一從開始經(jīng)過10min，A植物通過光合作用制造的有機物總量比B植物

 

，原因是

 

．
（3）若A植物在第5min時，光照突然降低，C₃含量在短時間內(nèi)將

 

．實驗二中，若給予的光照強度為x klx（a＜x＜b），每日光照12小時，一晝夜后B植物的干重將

 

．
（4）為驗證A植物光合作用所需的條件，現(xiàn)提供如下材料和用品：離體葉綠體、0.5mol/L蔗糖溶液、濃度為1%DCPIP溶液、蒸餾水、量筒、錫箔紙、試管若干、離心機．請依據(jù)“希爾反應(yīng)”涉及的實驗原理，完成下面的實驗設(shè)計并回答下列問題：
希爾反應(yīng)：將葉綠體分離后置于試管中，假若在試管中加入適當(dāng)?shù)摹皻涫荏w”，如二氯酚吲哚酚（簡稱DCPIP），那么照光后便會使水分解并放出氧氣，這個反應(yīng)被稱為“希爾反應(yīng)”．反應(yīng)的過程如下（注：DCPIP是一種氫受體，在氧化態(tài)時是藍色，在還原態(tài)時是無色）．
DCPIP（ 藍色）+H₂O

光

葉綠體

DCPIP-H₂（無色）+

1

2

O₂
方法步驟：
第一步：離體葉綠體溶解于0.5mol/L蔗糖溶液制備成葉綠體懸浮液：
第二步：填表

組別	加 入 試 劑	處理方法
試管1	1% DCPIP 0.5mL和葉綠體懸浮液5ml	光照
試管2	①	黑暗
試管3	1% DCPIP 0.5mL和0.5mol/L蔗糖溶液5ml	②

第三步：一段時間后，各試管用離心機離心5分鐘．
可能的實驗結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論：
③觀察結(jié)果：離心后試管1、2、3內(nèi)上層清液的顏色依次是：

 

．
④實驗結(jié)論：光合作用的條件是

 

．
⑤實驗分析與思考：配置葉綠體懸浮液時加入0.5mol/L蔗糖溶液的目的是

 

．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：圖1中A、B兩種植物均處于密閉透光的小室，由于光合作用大于呼吸作用，光合作用需要的CO₂濃度除來自呼吸作用外，還從密閉小室中吸收，故導(dǎo)致密閉小室內(nèi)CO₂濃度變化趨勢均是逐漸降低；一段時間后，由于小室內(nèi)CO₂濃度越來越低，導(dǎo)致光合作用等于呼吸作用，最終CO₂濃度降低到一定水平后不再降低且維持在這個水平上．
由圖2曲線可知，光照強度為0時，植物只進行呼吸作用，圖中光照強度為a點時，A植物的凈光合速率等于呼吸速率，b點時B植物的凈光合速率等于呼吸速率．
實驗設(shè)計必須依靠對照原則和單一變量原則，故在試管2中應(yīng)加入1% DCPIP0.5mL和葉綠體懸浮液．

解答： 解：（1）0～25min期間，影響B(tài)植物光合作用強度的主要因素是CO₂濃度，由于B在CO₂濃度不斷降低的情況下，吸收CO₂速率降低的速度慢，故在低濃度二氧化碳時，固定CO₂能力較強的植物是B．
（2）A植物的呼吸作用強度小于B植物的呼吸作用強度，而圖中10min時容器內(nèi)的二氧化碳含量相等，說明凈光合作用量相等，因此A植物光合作用消耗的CO₂量少．
（3）若A植物在第5min時，光照突然降低，則光反應(yīng)暫停，不能為暗反應(yīng)提供還原性氫和ATP，使得C₃的還原過程受阻，C₃含量在短時間內(nèi)將增加；由于B植物的白天的最大凈光合計光照強度為b是為2，此時剛滿足晚上的消耗，由于光照小于b點，所以B植物干重會降低．
①分析實驗表格設(shè)置可知，試管1和2可視為一組對照實驗，實驗自變量為處理方法不同，試管1和2為一組對照實驗，實驗自變量為加入試劑不同，因此3試管中加入①1%DCPIP0.5mL和葉綠體懸浮液．
②分析實驗表格設(shè)置可知，試管1和3可視為一組對照實驗，實驗自變量為處理方法不同，因此試管3應(yīng)用光照．
③試管1中DCPIP在光照條件下接受了水的光解產(chǎn)生的還原性氫，變成還原態(tài)的無色物質(zhì)；試管2中由于沒有光照，水不發(fā)生光解，因此DCPIP物質(zhì)處于氧化態(tài)的藍色，試管3由于沒有加入葉綠體，不發(fā)生光反應(yīng)，因此試管也顯藍色．
④由實驗12可得，光合作用需要光照；由實驗13可得，光合作用需要葉綠體．
⑤配制葉綠體懸浮液時加入0.5mol/L蔗糖溶液是為了形成等滲溶液，防止葉綠體由于滲透作用吸水漲破．
故答案為：（1）CO₂濃度    B
（2）少  A植物的呼吸作用強度小于B植物的呼吸作用強度  （3）增加   減少
（4）第二步

試管2	1% DCPIP 0.5mL和葉綠體懸浮液
試管3		光照

①無色、藍色、藍色    ②光照和葉綠體   ③維持葉綠體內(nèi)外滲透壓的平衡（或維持葉綠體的正常形態(tài)）

點評：本題難度較大，既著重考查考生實驗設(shè)計的能力以及分析實驗表格的能力，又考查了光合作用的相關(guān)知識，需要考生在解題時需結(jié)合實驗材料和用具，并利用對照實驗的單一變量原則進行分析，離心后試管內(nèi)上層清液的顏色需根據(jù)題干中所列反應(yīng)過程及反應(yīng)顏色變化解答．