Question

10．某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用能力，某中學(xué)生物興趣小組在暑假開(kāi)展了對(duì)該轉(zhuǎn)基因作物光合強(qiáng)度測(cè)試的研究課題．請(qǐng)利用如圖所示的裝置完成光合作用強(qiáng)度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并回答有關(guān)問(wèn)題：
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）測(cè)定植物的呼吸作用強(qiáng)度方法步驟：
①甲、乙裝置D中放入NaOH 溶液，裝置乙作為對(duì)照組
②將裝置甲、乙遮光處理，放在溫度等相同的環(huán)境中
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水液滴移動(dòng)的方向和刻度
（2）測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度方法步驟：
①甲、乙裝置D中放入NaHCO₃ 溶液，乙裝置作為對(duì)照組
②將裝置甲、乙放在光照強(qiáng)度、溫度等相同且適宜的環(huán)境中
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水液滴移動(dòng)的方向和刻度
（3）實(shí)驗(yàn)操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水移動(dòng)的情況，完成表格

	實(shí)驗(yàn)30分鐘后紅墨水移動(dòng)情況
測(cè)定呼吸作用強(qiáng)度	甲裝置	左（填“左移”或“右移”）2.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米
測(cè)定凈光合作用強(qiáng)度	甲裝置	右（填“左移”或“右移”）5.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米

（4）實(shí)驗(yàn)分析
假如紅墨水每移動(dòng)1厘米，植物體內(nèi)葡萄糖增加或減少1g．那么該植物呼吸作用速率是6g/小時(shí)．白天光照15小時(shí)，一晝夜葡萄糖的積累量是96g（不考慮晝夜溫差的影響）

Answer 1

分析 分析題圖：碳酸氫鈉溶液能為植物光合作用提供二氧化碳，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起到維持密閉裝置中二氧化碳濃度的恒定作用；氫氧化鈉溶液能除去密閉裝置中的二氧化碳．測(cè)定植物細(xì)胞呼吸時(shí)，植物吸收氧氣，產(chǎn)生二氧化碳（被NaOH吸收），因此體積減小，液滴左移．測(cè)定凈光合作用時(shí)，植物在光下產(chǎn)生氧氣，使容器體積增大，液滴右移．

解答 解：（1）要測(cè)光合作用強(qiáng)度必須先測(cè)呼吸作用強(qiáng)度，在測(cè)呼吸作用強(qiáng)度時(shí)一定要將實(shí)驗(yàn)裝置置于黑暗條件下，使植物只進(jìn)行呼吸作用．用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內(nèi)的CO₂，植物呼吸作用消耗一定量O₂，釋放等量CO₂，而CO₂被NaOH溶液吸收，根據(jù)玻璃鐘罩內(nèi)氧氣體積的減少量即可測(cè)呼吸作用強(qiáng)度．
（2）凈光合作用強(qiáng)度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)要滿足光合作用的條件：充足的光照、一定濃度的CO₂（由NaHCO₃溶液提供），光合作用過(guò)程中消耗一定量CO₂，釋放等量O₂，而CO₂由NaHCO₃溶液提供，因此，玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的變化只受O₂釋放量的影響，而不受CO₂氣體減少量的影響．所以甲、乙兩裝置D中放入NaHCO₃溶液，乙裝置作為對(duì)照組．
（3）根據(jù)以上裝置可得，在測(cè)定呼吸作用速率時(shí)，裝置中氣體量主要是氧氣的消耗，因此甲裝置中液滴左移；在測(cè)定凈光合速率時(shí)，由于二氧化碳維持相對(duì)穩(wěn)定，氣體變化主要是光合作用氧氣的凈釋放，因此液滴右移．
（4）對(duì)照裝置乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素（如溫度變化等）對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)裝置甲同樣也受環(huán)境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O₂量等于玻璃鐘罩內(nèi)氧氣體積的改變量，即2.5+0.5=3（g/半小時(shí)），則該植物呼吸作用速率是6g/小時(shí)；根據(jù)凈光合作用的測(cè)定值是5.5-0.5=5（g/半小時(shí)），白天光照15小時(shí)的凈光合作用量是（5×2）×15=150（g），一晝夜葡萄糖的積累量是15小時(shí)光合作用實(shí)際量減去24小時(shí)呼吸作用消耗量，等同于15小時(shí)的凈光合作用量減去9小時(shí)的呼吸作用消耗量，即10×15-6×9=96（g）．
故答案為：
（1）NaOH   遮光
（2）NaHCO₃    光照強(qiáng)度、溫度等相同且適宜
（3）左  右
（4）6   96

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查光合作用與呼吸作用的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析曲線獲取有效信息的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容和計(jì)算能力．