Question

【題目】下圖為測定植物光合速率的簡易實驗裝置，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度。取6套同樣的裝置，分別置于適宜的溫度、不同的光照條件下，24小時后測定各組裝置中的氧含量，測得原初氧的含量為20mg/L，記錄數(shù)據(jù)如下：

（1）已知光合作用中水的光解發(fā)生于葉綠體的類囊體腔內(nèi)。當(dāng)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的氧氣被相鄰細(xì)胞消耗時，氧氣分子至少穿過______層磷脖雙分子層。

（2）光照條件下，若裝置中液滴不移動，葉肉細(xì)胞的光合作用強度__（大于、小于或等于）呼吸作用強度。

（3）當(dāng)光照強度為3．0klx時，植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為______mg/L·d。

（4）若一天中給予裝置9h光照，則光照強度至少為____klx時，該植物才能正常生長。

（5）當(dāng)光照強度大于6．0klx時，限制光合作用的內(nèi)部因素可能有________。

（6）如果用同樣的已殺死的植物替換原裝置中的綠色植物，設(shè)置此對照實驗裝置的目的是_____________。

Answer 1

【答案】（1）7 （2）大于 （3）32 （4）3

（5）酶和色素含量 （6）排除非生物因素對實驗結(jié)果的干擾

【解析】（1）葉肉細(xì)胞光合作用的光反應(yīng)階段產(chǎn)生氧氣，發(fā)生于葉綠體的類囊體腔內(nèi)，氧氣被相鄰細(xì)胞消耗的場所是線粒體，故氧氣從產(chǎn)生到利用經(jīng)過的膜依次為類囊體膜（1層）、葉綠體膜（2層）、葉肉細(xì)胞膜（1層）、相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜（1層）、線粒體膜（2層）共7層膜，生物膜的基本骨架是磷脂雙分子層，故氧氣分子至少穿過7層磷脂雙分子層。

（2）光照條件下，若裝置中液滴不移動，說明植物的光合作用強度等于呼吸作用強度，而光合作用主要發(fā)生在葉肉細(xì)胞內(nèi)，但所有的植物細(xì)胞都要進行呼吸作用，故葉肉細(xì)胞的光合作用強度應(yīng)大于呼吸作用強度。

（3）據(jù)題干可知，原初氧的含量為20mg/L，而沒有光照時植物只進行呼吸作用，24小時后測知氧含量為8mg/L，故裝置中植物的呼吸消耗的氧氣速率為20-8=12mg/Ld；植物實際光合作用強度=凈光合作用強度+呼吸強度，據(jù)曲線圖可知，當(dāng)光照強度為3．0klx時，植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為a，則有40-20=a-12，所以a=32mg/Ld。

（4）若一天中給予裝置9h光照，該植物能正常生長的條件是必須光合作用大于呼吸作用，設(shè)光照時的凈光合速率為X，則24小時的凈光合作用量=9X，光照下的凈光合作用量-（24-9）h黑暗下的呼吸作用量=9X-12×（24-9）＞0，解得X＞20mg/L，而原初氧的含量為20mg/L，則光照下的氧含量為20+20=40mg/L，對應(yīng)曲線圖中光照強度為3klx，故當(dāng)光照強度為3klx時，該植物才能正常生長。

（5）當(dāng)光照強度大于6，0klx時，圖中曲線不再變化，說明此時限制光合作用的外因主要是二氧化碳濃度，內(nèi)因是參與光合作用的酶和色素的含量。

（6）如果用同樣的已殺死的植物替換原裝置中的綠色植物，設(shè)置此對照實驗裝置的目的是排除非生物因素對實驗結(jié)果的干擾。