Question

5．如圖是探究綠色植物光合作用速率的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度．將該裝置放在20℃環(huán)境中．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X．30分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)處，才能使水滴仍維持在位置X．據(jù)此回答下列問題：
（1）若以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是0.8 mL/h．
（2）與植物的實(shí)際光合速率相比，用上述裝置所測(cè)得的光合作用速率數(shù)值偏低（填“偏高”、“偏低”或“相同”），原因是植物同時(shí)在進(jìn)行呼吸作用，消耗了部分氧氣．
（3）假若在該植物的葉片上涂上一層凡士林，光合作用速率會(huì)大幅度下降，這一做法主要限制了光合作用的暗反應(yīng)階段．
（4）如果在原實(shí)驗(yàn)中只增加光照強(qiáng)度，則針筒的容量仍維持在0.6mL讀數(shù)處．在另一相同實(shí)驗(yàn)裝置中，若只將溫度提升至30℃，針筒容量需要調(diào)至0.8mL讀數(shù)處，才能使水滴維持在位置X（不考慮氣體物理膨脹）．比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明溫度是限制光合作用的主要因素．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度，因此實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)的氣體變化量表示氧氣量．此值為表觀光合速率（即凈光合速率）．
影響光合作用的環(huán)境因素有：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等，如題中的凡士林會(huì)阻塞氣孔，導(dǎo)致二氧化碳吸收減少．

解答 解：（1）光照條件下，由于光合作用吸收的CO₂由緩沖液補(bǔ)充，同時(shí)釋放出O₂導(dǎo)致密閉裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，若使水滴X不移動(dòng)，其針筒中單位時(shí)間內(nèi)O₂氣體容量的增加就代表表觀光合速率的大�。�由題可知，若以釋放出的氧氣量來代表表觀光合速率，該植物的表觀光合作用速率是（0.6-0.2）×2=0.8（mL/h）．
（2）與實(shí)際光合速率相比，由于細(xì)胞呼吸要消耗一部分氧氣，故測(cè)得的光合速率偏低．
（3）假若將該植物的葉的下表皮涂上一層凡士林，凡士林阻塞部分氣孔，使供應(yīng)葉的二氧化碳減少，限制光合作用的暗反應(yīng)，故光合作用的速率會(huì)大幅度下降．
（4）增加光照強(qiáng)度，針筒的容量仍維持在0.6mL讀數(shù)處，說明光合作用強(qiáng)度沒有增加，此時(shí)已經(jīng)達(dá)到光合作用的飽和點(diǎn)，光照強(qiáng)度不再是限制因素；溫度從20℃提升至30℃，針筒容量需要調(diào)至0.8mL讀數(shù)，說明產(chǎn)生的氣體增多，光合作用速率增大，即在光照充足的條件下，該裝置中限制光合作用的主要因素是溫度．
故答案為：
（1）0.8
（2）偏低    植物同時(shí)在進(jìn)行呼吸作用，消耗了部分氧氣
（3）暗反應(yīng)    
（4）溫度

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較巧妙，可以通過針筒上的讀數(shù)測(cè)出一定時(shí)間內(nèi)的氧氣釋放量，進(jìn)而可計(jì)算出凈光合速率．因此分析實(shí)驗(yàn)裝置為本題的難點(diǎn)，著重考查了考生的審題能力、分析能力和理解能力，以及對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修訂的能力．