Question

15．光合作用與細(xì)胞呼吸是植物體的兩個重要生理活動，某同學(xué)用圖一所示裝置進(jìn)行相關(guān)研究，請回答下列問題：

（1）若將裝置中1% NaHCO₃溶液，換成等量的1% NaOH溶液，則在開始的短暫時間內(nèi)，植物的葉綠體中[H]和C₅化合物的相對含量的變化情況是：[H]含量上升；C₅化合物含量上升．
（2）若將圖一密閉的實驗裝置，每天用適宜光照12小時，幾星期后，植物最終死亡，試分析導(dǎo)致其死亡的可能原因（只需寫出一點(diǎn)）：
（3）若利用圖二所示裝置測定植物在適宜溫度及適宜光強(qiáng)下的真正光合速率（注：真正光合速率一呼吸速率=凈光合速率，CO₂傳感器的另一端與計算機(jī)相連，以監(jiān)測瓶中CO₂濃度的變化，實驗裝置能保證被測植物的正常生命活動），請設(shè)計實驗步驟并對結(jié)果進(jìn)行分析．
實驗步驟：
①將此植物置于適宜溫度及適宜光強(qiáng)條件下，一定時間內(nèi)測定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄；
②將此植物置于相同溫度的黑暗條件下，相同時間內(nèi)測定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄
結(jié)果分析：若圖三為該植物存實驗中測得的實驗數(shù)據(jù)，則該植物的真正光合作用速率是：150PPm/min．

Answer 1

分析 本題是對光合作用過程中物質(zhì)變化能量變化和場所、呼吸作用過程中的物質(zhì)變化、影響光合作用和呼吸作用的因素及呼吸作用與光合作用之間的關(guān)系的綜合考察，回憶光合作用過程中物質(zhì)變化能量變化和場所、呼吸作用過程中的物質(zhì)變化、影響光合作用和呼吸作用的因素及呼吸作用與光合作用之間的關(guān)系，然后結(jié)合題圖和題干信息進(jìn)行解答．

解答 解：（1）NaHCO₃溶液通過水解平衡可以維持裝置內(nèi)CO₂濃度的相對穩(wěn)定，而NaOH溶液可以吸收裝置內(nèi)的CO₂使裝置內(nèi)CO₂大量減少，三碳化合物合成減少，而此時三碳化合物消耗不變，導(dǎo)致三碳化合物含量減少．在短時間內(nèi)，五碳化合物合成不變，消耗減少，五碳化合物含量增多．
（2）由于鐘罩是密閉的，CO₂逐漸減少，光合作用原料不足；水槽內(nèi)由于缺少氧氣，使根無氧呼吸產(chǎn)生酒精，根細(xì)胞受毒害死亡；由于無機(jī)鹽吸收相對較慢，溶液濃度升高，根細(xì)胞不能通過滲透作用吸收水分，使植物缺少水分，這些都是導(dǎo)致植物死亡的原因．
（3）實驗步驟：①真正光合速率一呼吸速率=凈光合速率，所以根據(jù)圖乙裝置，可以先測定凈光合速率，即將此植物置于適宜溫度及適宜光強(qiáng)條件下，一定時間內(nèi)測定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄．
②測定呼吸作用速率，即將此植物置于相同溫度的黑暗條件下，相同時間內(nèi)測定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄．
結(jié)果分析：根據(jù)圖3分析，裝置2內(nèi)二氧化碳濃度最低時，為該植物的光補(bǔ)償點(diǎn)，此時光合作用速率=呼吸作用速率，即150ppm/min
故答案為：
（1）含量上升   含量上升
（2）水槽內(nèi)缺氧，根系進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生的酒精對細(xì)胞產(chǎn)生了毒害作用；鐘罩內(nèi)CO₂減少，影響了植物的光合作用；吸收水多，吸收無機(jī)鹽少，導(dǎo)致培養(yǎng)液的濃度增大，植株萎蔫死亡．
（3）實驗步驟
①將此植物置于適宜溫度及適宜光強(qiáng)條件下，一定時間內(nèi)測定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄．
②將此植物置于相同溫度的黑暗條件下，相同時間內(nèi)測定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄．

點(diǎn)評 本題主要考查光合作用與呼吸作用的過程及相關(guān)的實驗設(shè)計，意在強(qiáng)化學(xué)生對光合作用及呼吸作用過程的理解與運(yùn)用．該題有一定的難度．