Question

【題目】科學(xué)家在測(cè)定煙草光合速率實(shí)驗(yàn)中觀察到植物的綠色細(xì)胞在光照下不僅進(jìn)行CO2的吸收，同時(shí)存在依賴光吸收O2、釋放CO2的反應(yīng)，即光呼吸。光呼吸是光合作用一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問題：

（1）增施CO2是提高溫室植物產(chǎn)量的主要措施之一，若要用實(shí)驗(yàn)證明植物光合作用需要CO2，則實(shí)驗(yàn)組（經(jīng)過暗處理的植物葉片）中須用一定濃度的_______溶液去除裝置中的CO2，并在一段時(shí)間后用碘液處理葉片材料，結(jié)果是實(shí)驗(yàn)組裝置里的葉片___________。

（2）科學(xué)家測(cè)定煙草光合速率的實(shí)驗(yàn)中觀察到在停止光照后的短時(shí)間內(nèi)，葉片會(huì)大量釋放CO2，即“CO2猝發(fā)”現(xiàn)象，如圖所示。

①停止光照后，_________立即中斷，而光呼吸并不馬上停止，因此就有剩余的CO2釋放，所以一般認(rèn)為CO2猝發(fā)是光呼吸的殘留階段。圖中_______（填字母）所代表的面積表示該植物在停止光照后一定時(shí)間內(nèi)單位面積葉片光呼吸產(chǎn)生CO2的量。

②植物在光照條件下，圖中A+B+C的面積表示該植物在一定時(shí)間內(nèi)單位面積葉片光合作用__________。在上述實(shí)驗(yàn)中，若提高溫度、降低光照，則圖中___________（填“A”或“B”）的面積一定變小。

（3）光呼吸會(huì)消耗有機(jī)物，明顯減弱光合作用，但隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)時(shí)間抑制光呼吸條件下，植物不能正常生長(zhǎng)。因?yàn)楣夂粑�既可消耗�?qiáng)光下的產(chǎn)物__________，又可防止強(qiáng)光下氣孔關(guān)閉導(dǎo)致的____________，這在一定程度上起到保護(hù)光合色素免受強(qiáng)光破壞的作用。

Answer 1

【答案】NaOH（或KOH） 不顯藍(lán)色 光反應(yīng) D 固定CO2的量 A O2、ATP（和[H]） 細(xì)胞間隙CO2濃度過度降低

【解析】

識(shí)圖分析可知，圖中開始給予一定強(qiáng)度的光照，那么煙草既進(jìn)行光合作用又進(jìn)行細(xì)胞呼吸，且根據(jù)題意可知，煙草在進(jìn)行光合作用的過程中，還同時(shí)存在依賴光吸收O2、釋放CO2的反應(yīng)，即光呼吸，因此圖中照光過程中A+B+C的面積表示實(shí)際光合速率，即固定CO2的量，B面積表示細(xì)胞呼吸釋放的CO2的量，C表示光呼吸釋放的CO2的量。由于光照停止后，光呼吸并不馬上停止，因此就有剩余的CO2釋放，所以一般認(rèn)為CO2猝發(fā)是光呼吸的殘留階段，因此圖中D所代表的面積表示該植物在停止光照后一定時(shí)間內(nèi)單位面積葉片光呼吸產(chǎn)生CO2的量。

（1）根據(jù)題意，用實(shí)驗(yàn)證明植物光合作用需要CO2，實(shí)驗(yàn)的自變量是CO2有無，因變量是是否有淀粉的的合成，通過碘液與淀粉變藍(lán)表示。則實(shí)驗(yàn)組（經(jīng)過暗處理的植物葉片）中須用一定濃度的NaOH（或KOH）溶液去除裝置中的CO2，并在一段時(shí)間后用碘液處理葉片材料，由于實(shí)驗(yàn)組缺乏光合作用的原料二氧化碳，因此實(shí)驗(yàn)組沒有淀粉的合成，結(jié)果是實(shí)驗(yàn)組裝置里的葉片遇到碘液不顯藍(lán)色。

（2）①停止光照后，光反應(yīng)立即停止。根據(jù)題意，而光呼吸并不馬上停止，因此就有剩余的CO2釋放，所以一般認(rèn)為CO2猝發(fā)是光呼吸的殘留階段，因此圖中D所代表的面積表示該植物在停止光照后一定時(shí)間內(nèi)單位面積葉片光呼吸產(chǎn)生CO2的量。

②根據(jù)以上分析可知，植物在光照條件下，圖中A+B+C的面積表示該植物在一定時(shí)間內(nèi)單位面積葉片光合作用的實(shí)際量，即光合作用固定CO2的量。在上述實(shí)驗(yàn)中，若提高溫度、降低光照，則光合作用速率降低，細(xì)胞呼吸速率增大，那么圖中面積A的面積一定變小。

（3）光合作用中光反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物是ATP、[H]和O2，因此光呼吸可以消耗強(qiáng)光下的產(chǎn)物ATP、[H]和O2，又可防止強(qiáng)光下氣孔關(guān)閉導(dǎo)致的二氧化碳的吸收減少，避免了細(xì)胞間隙CO2濃度過度降低的現(xiàn)象，這在一定程度上起到保護(hù)光合色素免受強(qiáng)光破壞的作用。