Question

【題目】為研究環(huán)境因素對某綠色植物光合作用和呼吸作用的影響，實(shí)驗(yàn)小組將某綠色植物置于特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，于28℃環(huán)境下測定該植物在不同供水條件下的氧氣吸收量（如圖1），圖2為在圖1實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上測定的不同光照強(qiáng)度（單位klx）下的氧氣釋放量，光照強(qiáng)度及溫度的變化對呼吸速率不產(chǎn)生影響。（橫坐標(biāo)為時(shí)間，單位：小時(shí)）

請回答下列問題：

（1）圖2實(shí)驗(yàn)的自變量是________，圖1所示的實(shí)驗(yàn)應(yīng)在________環(huán)境下進(jìn)行，原因是________________________________。

（2）據(jù)圖2分析，光照強(qiáng)度倍增3小時(shí)后，干旱缺水條件下該植物的凈光合速率的增加幅度________（填“大于”或“小于”）水分充足條件下，從光反應(yīng)的角度分析可能的原因：________________________________（答出一點(diǎn)即可）。

（3）據(jù)圖分析，該植物在水分充足條件下光合作用產(chǎn)生的氧氣量比干旱條件下________（填“多”或“少”），在光照強(qiáng)度為100klx條件下，水分充足條件和干旱缺水條件下的1小時(shí)內(nèi)氧氣產(chǎn)生量的差值約為________mg（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】供水條件和光照強(qiáng)度 黑暗（或遮光） 綠色植物在光下進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，光照下不能準(zhǔn)確測定植物的呼吸速率（合理即可） 小于 干早缺水條件導(dǎo)致葉片萎蔫，受光面積減�。桓稍缛彼畻l件導(dǎo)致葉綠素結(jié)構(gòu)被破壞，吸收和轉(zhuǎn)化光能的能力減弱 多 2.5

【解析】

植物在黑暗環(huán)境下只進(jìn)行呼吸作用，在光照下進(jìn)行光合作用和呼吸作用，一般不能直接測出總光合速率，需要在黑暗環(huán)境中測得呼吸速率，在光照下測得凈光合速率，二者相加得到總光合速率，表示三率的常見詞語總結(jié)如下：

總光合速率或葉綠體釋放O2量	O2產(chǎn)生速率	CO2固定（或葉綠體利用CO2量或植株消耗CO2）速率	有機(jī)物產(chǎn)生（或制造、生成）速率
凈光合速率或植株釋放O2量	O2釋放速率	CO2吸收速率	有機(jī)物積累速率
呼吸速率	黑暗中O2吸收速率	黑暗中CO2釋放速率	有機(jī)物消耗速率

（1）分析可知，圖2實(shí)驗(yàn)中的自變量有供水條件和光照強(qiáng)度。分析題意，圖1實(shí)驗(yàn)測定的氧氣吸收量即該植物的呼吸速率，呼吸作用消耗氧氣而綠色植物在光下可以進(jìn)行光合作用制造氧氣，因此，為了準(zhǔn)確測定植物的呼吸速率，圖1實(shí)驗(yàn)應(yīng)在黑暗（或遮光）環(huán)境下進(jìn)行；

（2）從圖2可以看出光照強(qiáng)度倍增3小時(shí)后，干旱缺水狀態(tài)下該植物的氧氣釋放量的增加幅度小于水分充足狀態(tài)下，故干旱缺水狀態(tài)下該植物的凈光合速率的增加幅度小于水分充足狀態(tài)下。從光反應(yīng)的角度分析原因時(shí)，可從水對光反應(yīng)的影響等因素入手，如干旱缺水條件導(dǎo)致葉片萎蔫，受光面積減小；干旱缺水條件導(dǎo)致葉綠素結(jié)構(gòu)被破壞，吸收和轉(zhuǎn)化光能的能力減弱。

（3）圖1表示該植物的呼吸速率，圖2表示該植物的凈光合速率，單位時(shí)間內(nèi)光合作用的氧氣產(chǎn)生量為總光合速率，綜合分析圖1和圖2可知，在水分充足條件下，該植物的凈光合速率和呼吸速率均高于干旱缺水條件下，故水分充足條件下植物產(chǎn)生的氧氣量比干旱缺水條件下多。在光照強(qiáng)度為100 klx條件下，氧氣產(chǎn)生量是總光合速率，水分充足條件下的凈光合速率為5 mg/h，呼吸速率為1.5 mg/h；干旱缺水條件下的凈光合速率為3 mg/h，呼吸速率為1 mg/h，則水分充足和干旱缺水條件下1小時(shí)內(nèi)氧氣產(chǎn)生量的相差為2.5mg。