Question

5．如圖甲曲線表示某植物在恒溫30℃時(shí)光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系，圖乙是某同學(xué)“探究影響植物光合速率的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．試回答：

（1）Y點(diǎn)的含義是（該光照強(qiáng)度時(shí)）植物光合作用速率等于吸呼作用速率．已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃，在其他條件不變的情況下，將溫度調(diào)節(jié)到25℃，圖甲曲線中X點(diǎn)將向下移動(dòng)，Y點(diǎn)將向左移動(dòng)；
（2）Z處植物葉綠體中ADP的運(yùn)動(dòng)方向是從葉綠體基質(zhì)移到類囊體薄膜，若此時(shí)突然停止光照，C0₂供應(yīng)不變，則葉綠體中C₃的含量將會(huì)增加；
（3）利用圖乙裝置來探究影響植物光合作用的因素實(shí)驗(yàn)中，若在燈與廣口瓶之間放一隔熱裝置（假設(shè)對(duì)透光性無影響），這時(shí)我們可用這個(gè)裝置來探究影響植物光合速率的因素．其中光照強(qiáng)度是自變量．若實(shí)驗(yàn)中每隔15min改變一次廣口瓶與燈之間的距離，隨著時(shí)間與距離的增加，氣泡產(chǎn)生速率下降，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是光照強(qiáng)度減弱（或水中C0₂含量逐漸下降）；
（4）據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤干旱時(shí)，植物根細(xì)胞會(huì)迅速合成某種化學(xué)物質(zhì)X．有人推測(cè)根部合成的X運(yùn)輸?shù)饺~片，能調(diào)節(jié)氣孔的開閉．他們做了如下實(shí)驗(yàn)：取大小和生理狀態(tài)一致的葉片若干，平均分為三組，分別將葉柄下部浸在不同濃度X的培養(yǎng)液中，以分析葉片中X物質(zhì)濃度與氣孔開放程度之間的關(guān)系．一段時(shí)間后，測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如表．（注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開啟程度越大．）

分組 測(cè)量指標(biāo)	培養(yǎng)液中X的濃度/mol•m-3
	5×10-5	5×10-4	5×10-3
葉片中X的濃度/mol•g-1（鮮重）	2.47	2.97	9.28
葉片中的氣孔導(dǎo)度/mol•m-2•a-1	0.54	0.43	0.27

①以上方案有一處不完善的地方，請(qǐng)指出來并加以改正缺乏空白對(duì)照，應(yīng)增加1組，將葉片的葉柄下部浸在不含X的培養(yǎng)液中；
②由表可以推測(cè)，隨著培養(yǎng)液中X濃度的增大，植物光合作用強(qiáng)度降低，原因是隨著培養(yǎng)液中X濃度的增大，氣孔關(guān)閉程度逐漸增大，C0₂吸收減少．

Answer 1

分析 在圖甲中，當(dāng)光照強(qiáng)度為X點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的生理過程有有氧呼吸；當(dāng)光照強(qiáng)度為X點(diǎn)之后時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的生理過程有光合作用和有氧呼吸，發(fā)生場所包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體．Y點(diǎn)時(shí)，植物光合作用速率等于呼吸作用速率．
圖乙裝置可通過更換燈泡功率或改變?cè)嚬芘c光源之間的距離改變光照強(qiáng)度，以探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響，在燈與試管之間隔盛水玻璃柱可吸收燈光的熱量，避免光照引起試管內(nèi)水溫的變化而影響光合作用強(qiáng)度．

解答 解：（1）Y點(diǎn)表示該光照強(qiáng)度時(shí)，植物光合作用速率等于吸呼作用速率．根據(jù)題干可知，當(dāng)溫度調(diào)節(jié)到25℃，呼吸作用的酶活性減弱，光合作用的酶活性增強(qiáng)，因此呼吸作用減弱導(dǎo)致甲曲線中X點(diǎn)將向下移動(dòng)，同時(shí)光合作用又增強(qiáng)，因此光補(bǔ)償點(diǎn)前移，Y點(diǎn)將向左移動(dòng)．
（2）光反應(yīng)階段消耗ADP，暗反應(yīng)階段產(chǎn)生ADP，故Z處植物葉綠體中ADP的運(yùn)動(dòng)方向是從葉綠體基質(zhì)移到類囊體薄膜．若此時(shí)突然停止光照，C0₂供應(yīng)不變，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，被還原的C₃減少，而CO₂被C₅固定形成C₃的過程不變，故葉綠體中C₃的含量將會(huì)增加．
（3）圖乙裝置可以用來探究影響植物光合速率的因素．其中自變量是光照強(qiáng)度．若實(shí)驗(yàn)中每隔15min改變一次廣口瓶與燈之間的距離，隨著時(shí)間與距離的增加，氣泡產(chǎn)生速率下降，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是光照強(qiáng)度減弱（或水中CO₂含量下降）．
（4）①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循對(duì)照原則和單一變量原則，無關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜．本實(shí)驗(yàn)缺乏空白對(duì)照．應(yīng)增加1組，將葉片的葉柄下部浸在不含X的培養(yǎng)液中．
 ②由表格中數(shù)值可得知，隨著培養(yǎng)液中X濃度的增大，氣孔導(dǎo)度越�。�而氣孔導(dǎo)管越小，氣孔開啟程度越小，CO₂吸收越少，植物光合作用強(qiáng)度越�。�
故答案為：
（1）（該光照強(qiáng)度時(shí)）植物光合作用速率等于吸呼作用速率    下     左
（2）從葉綠體基質(zhì)移到類囊體薄膜     增加
（3）光照強(qiáng)度     光照強(qiáng)度減弱（或水中C0₂含量逐漸下降）
（4）①缺乏空白對(duì)照，應(yīng)增加1組，將葉片的葉柄下部浸在不含X的培養(yǎng)液中
②降低     隨著培養(yǎng)液中X濃度的增大，氣孔關(guān)閉程度逐漸增大，C0₂吸收減少

點(diǎn)評(píng) 本題以坐標(biāo)曲線和實(shí)驗(yàn)為載體，考查了光合作用和呼吸作用以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析、處理，能對(duì)一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂的能力．