Question

某研究性學(xué)習(xí)小組探究光合作用的影響因素．如圖1為測(cè)定光合作用速率的裝置，在密閉的玻璃鐘罩中放一株大豆苗和CO₂緩沖液，鐘罩內(nèi)氣體體積的變化可根據(jù)毛細(xì)刻度管內(nèi)紅色液滴的移動(dòng)距離測(cè)得．在不同強(qiáng)度的光照條件下測(cè)得氣體體積變化量如圖2中A曲線所示（B曲線表示的是另一植物）．假定植物葉片細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳首先滿足自身光合作用需要，且呼吸強(qiáng)度不隨光照強(qiáng)度變化而變化．請(qǐng)據(jù)圖回答：
（1）光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程包括

 

（兩個(gè)反應(yīng)），由于暗反應(yīng)過(guò)程是循環(huán)進(jìn)行的，由美國(guó)一位科學(xué)家經(jīng)過(guò)近十年時(shí)間研究發(fā)現(xiàn)并提出，因此人們將暗反應(yīng)的過(guò)程又稱(chēng)為

 

．
（2）在較強(qiáng)光照條件下，甲裝置中的液滴向

 

移動(dòng)，原因是

 

．
（3）若圖2中A、B表示兩種植物所測(cè)結(jié)果，當(dāng)光照強(qiáng)度為5千勒克斯時(shí)，A植物每小時(shí)光合作用產(chǎn)生的氣體量為

 

毫升，B植物每小時(shí)凈釋放氣體量為

 

毫升．
（4）若要測(cè)定A植株的呼吸商，還必須測(cè)定計(jì)算CO₂的釋放量，需設(shè)置a、b兩個(gè)裝置，a裝置如左上圖，b裝置應(yīng)如何設(shè)計(jì)？

 

；與圖1裝置的處理不同，a、b兩個(gè)裝置必須置于

 

條件下．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細(xì)胞呼吸的過(guò)程和意義

專(zhuān)題：

分析：分析圖1裝置可知，大大豆苗既進(jìn)行光合作用（吸收二氧化碳釋放氧氣），又進(jìn)行呼吸作用（吸收氧氣釋放二氧化碳），而緩沖液可以為植物的光合作用提供穩(wěn)定的二氧化碳，因此容器中氣體量變化為光合作用氧氣的凈釋放量．
圖2中，光照強(qiáng)度為0時(shí)對(duì)應(yīng)的值為呼吸速率；而縱軸所對(duì)應(yīng)的值為凈光合速率．

解答： 解：（1）光合作用的暗反應(yīng)包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原．美國(guó)科學(xué)家卡爾文利用¹⁴C表示的二氧化碳用于光合作用，得出暗反應(yīng)過(guò)程是循環(huán)進(jìn)行的，因此人們將暗反應(yīng)的過(guò)程又稱(chēng)為卡爾文循環(huán)．
（2）在較強(qiáng)光照條件下，光合速率大于呼吸速率，而光合作用消耗的二氧化碳由緩沖液補(bǔ)充，因此釋放出氧氣導(dǎo)致密閉裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，使裝置中的液滴向右移動(dòng)．
（3）圖2中可以看出，當(dāng)光照強(qiáng)度為5千勒克斯時(shí)，兩曲線相交，即凈光合速率均為30毫升/小時(shí)，而A植物的呼吸速率為20毫升/小時(shí)，因此A植物每小時(shí)光合作用產(chǎn)生50毫升的氣體，B植物每小時(shí)凈釋放氣體量為30毫升．
（4）呼吸商為二氧化碳的釋放量與氧氣吸收量的比值．圖1裝置如在黑暗條件下能夠測(cè)定氧氣的吸收量，作為a裝置；還必須測(cè)定計(jì)算CO₂的釋放量，因此b裝置不設(shè)緩沖液，其他與a裝置相同，并且也放在黑暗條件下．此時(shí)b裝置中測(cè)定的值為氧氣吸收量和二氧化碳釋放量的差值，因此可由裝置a中的氧氣的釋放量計(jì)算出b裝置中二氧化碳的釋放量，進(jìn)行計(jì)算呼吸商．
故答案為：
（1）二氧化碳的固定和三碳化合物的還原     卡爾文循環(huán)
（2）右   光合作用消耗的二氧化碳由緩沖液補(bǔ)充，同時(shí)釋放出氧氣導(dǎo)致密閉裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，
（3）50   30
（4）b裝置不設(shè)緩沖液，其他相同    黑暗

點(diǎn)評(píng)：本題考查了光合作用的過(guò)程、以及光合速率、呼吸速率實(shí)驗(yàn)的測(cè)定等知識(shí)，意在考查考生分析實(shí)驗(yàn)裝置的能力，并能夠自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)考生的能力要求較高，難度適中．