Question

4．某轉(zhuǎn)基因作物有很強的光合作用強度．某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉(zhuǎn)基因作物光合強度測試的研究課題，設計了如下裝置．請你利用下列裝置完成光合作用強度的測試實驗，并分析回答有關(guān)問題．

Ⅰ．實驗步驟
（1）先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟是：
①甲、乙兩裝置的D中都放入NaOH溶液，裝置乙做對照．
②將裝置甲、乙的玻璃鐘罩遮光處理，放在溫度等相同的環(huán)境中．
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度．
（2）測定植物的凈光合作用強度，方法步驟是：
①甲、乙兩裝置D中放入NaHCO₃溶液，裝置乙作對照．
②把裝置甲、乙放在光照充足、溫度等相同的環(huán)境中．
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度．
（3）實驗操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水滴移動情況：

		實驗30分鐘后紅墨水滴移動情況
測定植物 呼吸作用強度	甲裝置	左（填左或右移）1.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米
測定植物 凈光合作用強度	甲裝置	右（填左或右移）4.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米

Ⅱ．實驗分析：
假設紅墨水滴每移動1cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1g．那么該植物的呼吸作用速率是4g/小時．白天光照15小時，一晝夜葡萄糖的積累量是84g．（不考慮晝夜溫差影響）

Answer 1

分析 本題以裝置圖為信息載體，綜合考查光合作用和呼吸作用．通過相同的裝置分析可知，測定植物的呼吸作用強度和光合作用的不同在于裝置D中所放入的液體的不同．若該裝置測定細胞呼吸作用強度時，甲乙兩裝置的D中都放入NaOH溶液，吸收二氧化碳，因此液滴的移動就來自于氧氣的吸收量，液滴向左移動；此外還要排除光合作用的影響．若該裝置測定植物的凈光合作用強度時，甲乙兩裝置的D中都放入NaHCO₃溶液，提供原料二氧化碳，因此液滴的移動就來自于氧氣的釋放量，液滴向右移動，同時提供光合作用發(fā)生的適宜條件．

解答 解：Ⅰ．（1）這是關(guān)于光合作用強度測試的實驗題，解決這個問題要測光合作用強度，必須先測呼吸作用強度，在測呼吸作用強度時一定要將實驗裝置置于黑暗條件下，使植物只進行呼吸作用．用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內(nèi)的CO₂，植物呼吸作用消耗一定量O₂釋放等量CO₂，而CO₂被NaOH溶液吸收，根據(jù)玻璃鐘罩內(nèi)氧氣體積的減少量即可測呼吸作用強度．
（2）凈光合作用強度的測試實驗要滿足光合作用的條件，充足的光照、一定濃度的CO₂由NaHCO₃溶液提供，光合作用過程中消耗一定量CO₂釋放等量O₂，而CO₂由NaHCO₃溶液提供，因此玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的變化只受O₂釋放量的影響而不受CO₂氣體減少量的影響．
（3）若該裝置測定細胞呼吸作用強度時，液滴的移動就來自于氧氣的吸收量，液滴向左移動；若該裝置測定植物的凈光合作用強度時，液滴的移動就來自于氧氣的釋放量，液滴向右移動．
Ⅱ．對照實驗裝臵乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素如溫度變化等對實驗影響的結(jié)果，實驗裝臵甲同樣也受環(huán)境因素的影響因此植物呼吸作用消耗O₂量等于玻璃鐘罩內(nèi)氧氣體積的改變量即1.5+0.5=2g/半小時，根據(jù)凈光合作用的測定值是4.5-0.5=4g/半小時，白天光照15小時的凈光合作用量是4×2×15=120g，一晝夜葡萄糖的積累量是15小時光合作用實際量減去24小時呼吸作用消耗量等同于15小時的凈光合作用量減去9小時的呼吸作用消耗量即8×15-4×9=84g．
故答案為：
Ⅰ．（1）①NaOH溶液  ②遮光
（2）①NaHCO₃溶液，裝置乙作對照   ②光照充足、溫度等相同的環(huán)境中
（3）左   右
Ⅱ．（1）4    84

點評 本題綜合考查了光合作用和呼吸作用的影響因素及實驗設計，意在考查考生的識圖能力和理解所學知識要點，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的能力；能運用所學知識，準確判斷問題的能力．