Question

16．某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況，設(shè)計(jì)了由透明的玻璃罩構(gòu)成的小室，如圖A所示．請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）將該裝置放在自然環(huán)境下，測(cè)定夏季一晝夜（零點(diǎn)開始）小室內(nèi)植物O₂釋放速率的變化，得到如圖B所示曲線，影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度、溫度（寫兩點(diǎn)）；觀察裝置中液滴的位置，c點(diǎn)時(shí)刻的液滴位于起始位置的左側(cè)，裝置刻度管中液滴移到最右點(diǎn)是在一天中的18（或g）點(diǎn)．
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中的某段光照時(shí)間內(nèi)，記錄液滴的移動(dòng)情況，獲得以下數(shù)據(jù)：

每隔20分鐘記錄 一次刻度數(shù)據(jù)
	…	24	29	32	34	…

該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在B圖曲線的de或fg段獲得的．
（3）e點(diǎn)與f點(diǎn)相比，e點(diǎn)時(shí)刻C₃的合成速率慢，與b點(diǎn)相比，a點(diǎn)形成的原因可能是a點(diǎn)時(shí)刻溫度較低．
（4）在適宜的溫度和光照條件下，向圖A所示的裝置中通入 ¹⁴CO₂．當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到0.5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在C₃中；反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在（CH₂O）中．該實(shí)驗(yàn)是通過控制（反應(yīng)）時(shí)間（條件）來探究CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，用到的實(shí)驗(yàn)方法為同位素標(biāo)記法．
（5）該組同學(xué)為測(cè)定該植物某時(shí)間段的O₂產(chǎn)生速率．如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)？如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？
①簡(jiǎn)要寫出對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：設(shè)置與A一樣的裝置C，將裝置C置于黑暗條件下，其他條件與A相同，測(cè)單位時(shí)間（或相同時(shí)間）內(nèi)A與C的讀數(shù)．
②數(shù)據(jù)處理：若在單位時(shí)間內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組讀數(shù)為M，對(duì)照組讀數(shù)為N，該植物的真正光合作用速率為M+N．

Answer 1

分析 分析A圖：二氧化碳緩沖液的作用是為植物光合作用提供二氧化碳，同時(shí)平衡裝置中的二氧化碳濃度，所以液滴移動(dòng)的距離代表光合作用釋放的氧氣與呼吸作用消耗氧氣的差值，即凈光合速率．B圖中，ab段植物只進(jìn)行呼吸作用，由于夜間溫度低，呼吸作用若，氧氣消耗減少；bc段，光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，氧氣減少；cg段，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，氧氣增加．

解答 解：（1）影響光合作用的因素主要有光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等．圖A是密閉裝置，內(nèi)有二氧化碳緩沖液，說明實(shí)驗(yàn)過程中二氧化碳濃度始終不變，那么影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素就只有光照強(qiáng)度和溫度．由曲線可知，c光合強(qiáng)度與呼吸強(qiáng)度相等，在此點(diǎn)之前，光合強(qiáng)度小于呼吸強(qiáng)度，小室內(nèi)氧氣濃度降低，液滴左移．裝置刻度管中液滴移動(dòng)是由氧氣的增減造成的，只在有氧氣釋放，液滴就會(huì)右移，所以液滴移到最右點(diǎn)是在一天中的18點(diǎn)．
（2）表格中數(shù)據(jù)表明，氧氣的產(chǎn)生速率在逐漸減小，而在B曲線上所對(duì)應(yīng)的區(qū)段是de和fg．
（3）e點(diǎn)與f點(diǎn)相比，e點(diǎn)光合速率慢，消耗的C₃少，那么C₃的合成速率就慢；在B曲線上，a點(diǎn)氧氣的消耗速率最慢，說明此時(shí)溫度較低．
（4）在適宜溫度和光照條件下，向圖2所示的裝置通入¹⁴CO₂．當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到0.5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在C₃中；反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在（CH₂O）中．該實(shí)驗(yàn)是通過控制反應(yīng)時(shí)間來探究CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑，其方法為同位素標(biāo)記法．
（5）①用裝置A測(cè)定的光合作用的速率會(huì)比實(shí)際值偏低，因?yàn)橹参锎嬖诤粑�作用．為測(cè)定該植物真正光合作用的速率，需設(shè)置對(duì)照組，即設(shè)置裝置如A一樣的C組，將C組遮光放在與A相同的環(huán)境條件下，測(cè)得呼吸作用的速率．
②測(cè)得單位時(shí)間內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組讀數(shù)為M，對(duì)照組讀數(shù)為N，該植物真正光合作用的速率是=凈光合速率+呼吸作用速率=M-N（或M+|N|）．
故答案為：
（1）光照強(qiáng)度、溫度　左　18（或g）
（2）de或fg
（3）慢　a點(diǎn)時(shí)刻溫度較低
（4）（反應(yīng)）時(shí)間　同位素標(biāo)記法
（5）①設(shè)置與A一樣的裝置C，將裝置C置于黑暗條件下，其他條件與A相同，測(cè)單位時(shí)間（或相同時(shí)間）內(nèi)A與C的讀數(shù)�、贛+N

點(diǎn)評(píng) 本題考查光合作用和呼吸作用的場(chǎng)所和物質(zhì)變化，以及影響光合作用的環(huán)境因素等相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力、析圖能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，難度適中．