Question

17．圖甲為測定光合作用速率的裝置，在密封的試管內(nèi)放一新鮮葉片和二氧化碳緩沖液，試管內(nèi)氣體體積的變化可根據(jù)毛細(xì)刻度管內(nèi)紅色液滴的移動(dòng)距離測得．在不同強(qiáng)度的光照條件下，測得的氣體體積如圖乙所示．圖丙為葉肉細(xì)胞中有關(guān)細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)模式圖．植物葉片的呼吸速率不變．

（1）標(biāo)記實(shí)驗(yàn)開始時(shí)毛細(xì)刻度管中液滴所在位置如甲圖所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)光照強(qiáng)度由0漸變?yōu)?.5千勒克斯時(shí)（不同光照強(qiáng)度照射的時(shí)間均等），液滴所在位置應(yīng)在實(shí)驗(yàn)初始標(biāo)記的左側(cè)位置處．
（2）對葉片來說，光照強(qiáng)度為10千勒克斯時(shí)對應(yīng)圖丙中存在的箭頭有abcd（填字母）．當(dāng)光照強(qiáng)度由0-20千勒克斯的變化中，圖甲中的CO₂緩沖液的PH值先降低后升高．
（3）當(dāng)光照強(qiáng)度為15千勒克斯時(shí)，葉片1小時(shí)光合作用產(chǎn)生的氣體量為200毫升．若此時(shí)葉片的呼吸熵160（放出CO₂與吸收O₂的比值）為0.8，那么葉片光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，還需從外界吸收CO₂毫升．導(dǎo)致此時(shí)葉片的呼吸熵小于1的因素是有非糖物質(zhì)參與了有氧呼吸．
（4）為了防止無關(guān)因子對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，本實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，對照實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)組裝置的區(qū)別是新鮮葉片改為等量的經(jīng)消毒的死葉片．如果對照組在相同光照情況下，刻度管中的紅色液滴較之實(shí)驗(yàn)組向右移了5毫升，其原因是環(huán)境物理因素（如溫度變化等）對實(shí)驗(yàn)的影響
（5）如果將甲圖中的CO₂緩沖液改為水，則實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)指標(biāo)是釋放的二氧化碳與吸收氧氣量的差值．

Answer 1

分析 甲裝置中葉片既進(jìn)行呼吸作用也進(jìn)行光合作用．當(dāng)呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度時(shí)，氧氣減少而二氧化碳增多，但多余的二氧化碳會(huì)被緩沖液吸收，所以氣體總量減少；當(dāng)呼吸作用強(qiáng)度小于光合作用強(qiáng)度時(shí)，氧氣增多而二氧化碳減少，但緩沖液能維持環(huán)境中二氧化碳的濃度，所以氣體總量增加．而光合作用與呼吸作用強(qiáng)度的高低在題中主要取決于光照強(qiáng)度．圖甲裝置在光照強(qiáng)度為0時(shí)，由于只進(jìn)行呼吸作用液滴向左移動(dòng)；在光照強(qiáng)度為2.5千勒克斯時(shí)，光合作用等于呼吸作用，裝置中液滴不動(dòng)；在光照強(qiáng)度為大于2.5千勒克斯時(shí)，光合作用大于呼吸作用，裝置中液滴右移．圖丙中，a、c、f表示氧氣，b、d、e表示二氧化碳．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)光照強(qiáng)度由0漸變?yōu)?.5千勒克斯時(shí)（不同光照強(qiáng)度照射的時(shí)間均等），呼吸作用始終大于光合作用，裝置內(nèi)氧氣不斷消耗，氣壓減小，液滴左移，液滴所在位置應(yīng)在實(shí)驗(yàn)初始標(biāo)記的左側(cè)位置．
（2）對葉片來說，光照強(qiáng)度為10千勒克斯時(shí)，細(xì)胞內(nèi)光合作用大于呼吸作用，光合作用產(chǎn)生的氧氣可以進(jìn)入線粒體和釋放到外界環(huán)境，葉綠體可以從外界環(huán)境和線粒體吸收二氧化碳，所以存在abcd過程．當(dāng)光照強(qiáng)度由0-20千勒克斯的變化中，開始時(shí)光合作用小于呼吸作用，裝置內(nèi)二氧化碳產(chǎn)生增加，pH不斷下降，當(dāng)光照強(qiáng)度大于2.5千勒克斯時(shí)，光合作用大于呼吸作用，二氧化碳不斷消耗，pH上升．
（3）由于總光合量=凈光合量+呼吸量，圖乙植物光照強(qiáng)度為15千勒克斯時(shí)，1小時(shí)氣體體積為150毫升，所以光合作用產(chǎn)生的氣體量為150+50=200毫升．
此時(shí)葉片的呼吸熵那么葉片光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，還需從外界吸收200×0.8=160毫升的二氧化碳．
（4）根據(jù)題意，該實(shí)驗(yàn)的對照實(shí)驗(yàn)為對照實(shí)驗(yàn)裝置中的新鮮葉片改為等量的經(jīng)消毒的死葉片．為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具說服力，本實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，以排除溫度、大氣壓等環(huán)境中的物理因素對實(shí)驗(yàn)的影響．
（5）根據(jù)題意，將甲圖中的CO₂緩沖液改為水，則實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)指標(biāo)是釋放的二氧化碳與吸收氧氣量的差值．
故答案為：
（1）左側(cè)
（2）abcd    先降低后升高
（3）200     160    有非糖物質(zhì)參與了有氧呼吸
（4）新鮮葉片改為等量的經(jīng)消毒的死葉片     環(huán)境物理因素（如溫度變化等）對實(shí)驗(yàn)的影響
（5）釋放的二氧化碳與吸收氧氣量的差

點(diǎn)評(píng) 本題以測定光合作用速度為背景，考查光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識(shí)，考查考生從材料中獲取信息的能力和對知識(shí)的理解遷移能力．