Question

15．某生物興趣小組的同學利用下列裝置研究CO₂含量和光照強度對大豆光合作用的綜合影響．實驗時用生長發(fā)育狀況一致的大豆植株在室溫25℃下進行，通過緩沖液調(diào)節(jié)保持密閉空間內(nèi)CO₂濃度的相對恒定．對各組實驗裝置精確測量的液滴移動數(shù)值記錄于下表．根據(jù)圖表分析回答：

組別	實驗條件		液滴移動 （mm/h）
	光照（lx）	CO2（%）
…	…	…	…
6	800	0.03	右移60
7	1000	0.03	右移90
8	1000	0..05	右移112
9	1500	0.05	右移112
10	1500	0.05	右移90
…	…	…	…

（1）在較強光照下，每組裝置中液滴右移的生理原因是光合作用產(chǎn)生的O₂量大于呼吸作用消耗的O₂量．第8、9組的結果相同，限制第9組裝置光合作用的主要因素是CO₂濃度．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出，當裝置中CO₂濃度為0.03%時，光照強度增大到1000lx時，光合作用速度不再增加．
（3）若給大豆苗添加H₂¹⁸O，一段時間后，密閉裝置內(nèi)能否出現(xiàn)¹⁸O₂？能并請說明理由光反應水分解產(chǎn)生¹⁸O₂．
（4）若將該裝置放置于黑暗條件下，則裝置中毛細刻度管內(nèi)的液滴應向左方向移動，為什么？因為黑暗條件下只能進行呼吸作用，消耗裝置內(nèi)的O₂，產(chǎn)生的CO₂被緩沖溶液吸收，氣體減少，氣壓降低
（5）若在第6、7組之間增加一組實驗，光強為800lx，CO₂為0.05%，預期這一條件下裝置中液滴向右移動的范圍是60～112 mm/h之間．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：實驗中植物既進行呼吸作用也進行光合作用．當呼吸作用強度大于光合作用強度時，氧氣減少而二氧化碳增多，但多余的二氧化碳會被緩沖液吸收，所以氣體總量減少，液滴會左移；當呼吸作用強度小于光合作用強度時，氧氣增多而二氧化碳減少，但緩沖液能維持環(huán)境中二氧化碳的濃度，所以氣體總量增加，液滴會右移．表格中可以看出，通過改變光照強度和二氧化碳濃度來觀察液滴的移動距離．

解答 解：（1）當光合作用大于呼吸作用時，產(chǎn)生的氧氣大于呼吸作用消耗，而二氧化碳量由緩沖液進行調(diào)節(jié)，因此使表格中每組裝置中液滴均右移．6、7兩組實驗可為一組對照實驗，實驗的自變量為光照強度，二氧化碳濃度相同；8、9兩組可視為一組對照實驗，自變量為光照強度，但是液滴移動的距離相等，說明已經(jīng)達到光飽和點，因此限制因素為CO₂濃度．
（2）圖中第6、7組的二氧化碳濃度不變，光照強度不同，因此此時限制光合作用的主要因素是光照強度；第7、8兩組的光照強度相同，二氧化碳濃度不同，因此此時限制光合作用速度的主要因素是二氧化碳濃度．當裝置中CO₂濃度為0.03%時，光照強度增大到1000klx 時，光合作用速度不再增加．
（3）若給植株添加H₂¹⁸O，該水將會用于光合作用的光反應，光反應中水發(fā)生光解產(chǎn)生氧氣和[H]，因此一段時間后空氣中能檢測到¹⁸O₂．
（4）若將該裝置放置于黑暗條件下，則短時間內(nèi)裝置中毛植物只能進行呼吸作用．由于呼吸作用過程中吸收氧氣，釋放二氧化碳，CO₂被緩沖液吸收，因此導致裝置中氣體總量減少，使細刻度管內(nèi)的液滴向左方向移動．
（5）圖中第6組的二氧化碳濃度為0.03%，光照強度800klx時，液滴右移60mm/h；比較第8、9組，發(fā)現(xiàn)二氧化碳濃度為0.05%時，光照強度為1000klx或1500klx時，液滴都右移112mm/h，說明了光強為800lx，CO₂為0.05%，液滴右移最小值為60mm/h、最大值為112mm/h．
故答案為：
（1）光合作用產(chǎn)生的O₂量大于呼吸作用消耗的O₂量  CO₂濃度
（2）1000
（3）能   光反應水分解產(chǎn)生¹⁸O₂
（4）左   因為黑暗條件下只能進行呼吸作用，消耗裝置內(nèi)的O₂，產(chǎn)生的CO₂被緩沖溶液吸收，氣體減少，氣壓降低
（5）60～112

點評 本題具有一定的難度，考查影響光合作用的環(huán)境因素、光合作用和呼吸作用過程中水中氧元素的轉(zhuǎn)移途徑、主動運輸?shù)认嚓P知識，本題將兩種重要代謝作用的關系設計在一個密閉的裝置中，同時又用緩沖液來調(diào)節(jié)裝置中二氧化碳量，在解題時能夠運用單一變量的原則分析實驗表格．