Question

20．圖中甲為測定光合作用速率的裝置，在密封的試管內(nèi)放一新鮮葉片和二氧化碳緩沖液，試管內(nèi)氣體體積的變化可根據(jù)毛細刻度管內(nèi)紅色液滴的移動距離測得．在不同強度的光照條件下，測得的氣體體積如圖乙所示．

（1）標記實驗開始時毛細刻度管中液滴所在位置．實驗時，當光照強度由0漸變?yōu)?.5千勒克斯時（不同光照強度照射的時間均等），液滴所在位置應在實驗初始標記的左側（左、右）側．
（2）對葉片來說，光照強度為2.5千勒克斯時對應圖丙中存在的箭頭有（填字母）c、d．
（3）寫出新鮮綠葉光合作用時的能量轉變過程光能→ATP中活躍的化學能→（CH₂O）中穩(wěn)定的化學能．
（4）在圖乙中，光照強度為15千勒克斯時，植物1小時光合作用產(chǎn)生的氣體量為200毫升（假設隨光照的增強，植物體的溫度不變）．
（5）為了防止無關因子對實驗結果的干擾，本實驗還應設置對照實驗，對照實驗裝置與實驗組裝置的區(qū)別是新鮮葉片改為死葉片其余相同．如果對照組在相同光照情況下，刻度管中的紅色液滴向右移了5毫米，其原因可能是環(huán)境物理因素（如溫度變化等）對實驗的影響．
（6）如果將試管中的CO₂緩沖液改為水，則實驗測得的數(shù)據(jù)指標是釋放的氣體與吸收氣體量的差值．

Answer 1

分析 試管中葉片既進行呼吸作用也進行光合作用．當呼吸作用強度大于光合作用強度時，氧氣減少而二氧化碳增多，但多余的二氧化碳會被緩沖液吸收，所以氣體總量減少；當呼吸作用強度小于光合作用強度時，氧氣增多而二氧化碳減少，但緩沖液能維持環(huán)境中二氧化碳的濃度，所以氣體總量增加．而光合作用與呼吸作用強度的高低在題中主要取決于光照強度．

解答 解：（1）觀察乙圖可以發(fā)現(xiàn)，光照強度在0-2.5千勒克斯范圍內(nèi)，光合作用小于呼吸作用強度，因此試管中氧氣量不斷減少，即試管中的氣體總量始終是小于初始氣體總量的，所以液體左移，偏在初始位置的左側．
（2）光照強度為2.5千勒克斯時，氣體體積不變，說明呼吸作用強度等于于光合作用強度，此時光合作用只利用呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳之外，光合作用釋放的氧氣只提供給呼吸作用，丙圖中右為線粒體，左為葉綠體，可知箭頭只存在c、d．
（3）新鮮綠葉光合作用時，通過光反應，光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能，通過暗反應ATP中活躍的化學能轉變?yōu)椋–H₂O）中穩(wěn)定的化學能．
（4）光照強度為15千勒克斯時，氣體總量增加了150ml，根據(jù)上面的試題分析，這150ml為凈光合作用釋放的氧氣，而葉片的呼吸作用強度一直為50ml/h，可知，實際上光合作用產(chǎn)生了150+50=200ml的氧氣．
（5）為了防止無關因子對實驗結果的干擾，本實驗還應設置對照實驗，對照實驗裝置與實驗組裝置的區(qū)別是新鮮葉片改為經(jīng)消毒的死葉片其余相同．如果對照組在相同光照情況下，可能是環(huán)境物理因素（如溫度變化等）對實驗的影響，刻度管中的紅色液滴向右移了5毫米．
（6）若將緩沖液改成水，則對氣體的總量不產(chǎn)生影響．則裝置中氣體量的變化完全取決于呼吸作用和光合作用強度的差值了．
故答案為：
（1）左側    
（2）c、d 
（3）ATP中活躍的化學能    （CH₂O）中穩(wěn)定的化學能
（4）200   
（5）新鮮葉片改為死葉片其余相同    環(huán)境物理因素 （如溫度變化等）對實驗的影響       
（6）釋放的氣體與吸收氣體量的差

點評 本題考查光合作用和呼吸作用的相關知識，具有一定的難度，將兩種重要代謝作用的關系設計在一個密閉的裝置中，同時又用緩沖液來對氣體量造成干擾，意在考查考生從材料中獲取信息的能力和對知識的理解遷移能力．