Question

20．圖中，圖甲為測定光合作用速度的裝置，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)玻璃刻度管內(nèi)紅色液滴移動距離測得．在不同強(qiáng)度的光照條件下，測得的氣體體積如圖乙所示．

（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．實(shí)驗(yàn)時(shí)，試管內(nèi)變化的氣體是氧氣．
（2）若此時(shí)圖1植物光照強(qiáng)度為15千勒克司，則1小時(shí)光合作用產(chǎn)生的氣體量為200毫升．若此時(shí)植物葉片的呼吸熵（CO₂/O₂）為0.8（呼吸時(shí)產(chǎn)生的CO₂和消耗的O₂的比值）那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，植物還需從外界吸收CO₂160毫升．
（3）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)沒置對照實(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．
（4）如果將試管中的CO₂緩沖液改為無菌水，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．該方法測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能較準(zhǔn)確說明光合作用速率變化，原因是光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不夠或光合作用吸收和產(chǎn)生的氣體量相等，變化量與呼吸強(qiáng)度相關(guān)．

Answer 1

分析 分析裝置圖和曲線圖是本題解答的關(guān)鍵．圖1裝置中CO₂緩沖液能夠?yàn)槿~片光合作用提供穩(wěn)定的二氧化碳，因此裝置中氣體量變化為氧氣量的變化．結(jié)合曲線圖，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；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；在光照強(qiáng)度為大于2千勒克斯時(shí)，光合作用大于呼吸作用，裝置中液滴右移．

解答 解：（1）二氧化碳緩沖液可以維持試管中二氧化碳量的恒定，因此試管中氣體含量的變化就是氧氣的變化．
（2）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．植物呼吸作用消耗50ml氧氣，根據(jù)呼吸商0.8，植物呼吸作用釋放40ml二氧化碳，而一共需要200ml二氧化碳，所以植物還需從外界吸收二氧化碳160ml．
（3）為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具說服力，本實(shí)驗(yàn)還可用一枚消毒的死葉片進(jìn)行對照；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．
（4）如果將試管中的C0₂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．由于是密閉容器，并且光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不足或光合作用吸收和產(chǎn)生的氣體量相等，并且氧氣的變化量與呼吸強(qiáng)度相關(guān)．
故答案為：
（1）氧氣
（2）200    160
（3）新鮮葉片改為經(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
（4）釋放的二氧化碳與吸收氧氣量的差   光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不夠或光合作用吸收和產(chǎn)生的氣體量相等，變化量與呼吸強(qiáng)度相關(guān)

點(diǎn)評 本題具有一定的難度，以測定光合作用速度為背景，著重考查了環(huán)境因素影響光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識，解題的關(guān)鍵是明確圖1裝置中引起液滴移動的氣體，圖2中利用真光合速率=凈光合速率+呼吸速率進(jìn)行綜合計(jì)算，要求考生具有較強(qiáng)的識圖能力、分析實(shí)驗(yàn)裝置的能力以及計(jì)算能力．