Question

16．研究人員以某綠色植物為材料，利用多套圖甲裝置，對影響光合作用的環境進行研究．

（1）若用甲裝置來測定綠色植物的呼吸速率，應將甲裝置置于黑暗環境中．
（2）在溫度、二氧化碳濃度等條件不變的情況下，將圖甲裝置由黑暗處移至陽光下，短時間內，植物葉綠體內C₃化合物含量的變化是減少（選填“增加”、“減少”或“不變”）．
（3）圖乙是對植株進行光合作用強度研究的實驗結果．圖中a、b、c代表溫度，且a＞b＞c；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表CO₂濃度，且Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ．
①a、b、c中，一定超過了最適溫度的是a；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，最接近最適CO₂濃度的是Ⅰ．
②如果要探究在溫度為b時，該植物光合作用所需的最適CO₂濃度，則需要在適當范圍內設置不同濃度梯度的二氧化碳進行實驗．
（4）為了探究溫度對光合作用的影響，首先應在圖甲裝置的燒杯內加入二氧化碳緩沖液溶液，接著打開活塞開關，使U形管兩側液面如圖甲所示，然后關閉活塞．實驗的觀察指標是U形管A側液面的變化值．在每一給定溫度且其他條件均相同、適宜的情況下光照l小時，實驗數據如下表：

溫度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
水柱高度（mm/h）	1.0	1.7	2.5	3.2	3.7	3.5	3.0

①請根據以上數據在圖丙的坐標內以柱形圖的形式畫出各溫度下的實驗結果．
②分析所繪圖形，可得出溫度與光合作用強度的關系是在一定的溫度范圍內，光合作用強度隨溫度的升高而增強，超過一定的溫度后，光合作用強度隨溫度的升高而減弱．

Answer 1

分析 據圖分析：甲裝置：如果燒杯中加入氫氧化鈉溶液，則容器內沒有二氧化碳，所以此裝置可以進行呼吸強度的測定；如果燒杯中加入二氧化碳的緩沖液，維持容器內二氧化碳濃度的恒定，這樣氣體的增加量就是凈光合作用產生的氧氣，所以可以測定凈光合作用強度，再加上呼吸作用強度就是真正的光合作用強度．
乙圖形：abc是三種條件下不同的光合作用作用強度的變化；ⅠⅡⅢ是另外三種條件下測得的光合作用強度的變化．

解答 解：（1）若用甲裝置來測定溫度對綠色植物呼吸速率的影響，則燒杯中應該加入的試劑是氫氧化鈉溶液（或可以吸收CO₂ 的溶液），目的是去除光合作用的原料之一二氧化碳；其次還要將甲裝置進行黑暗或遮光處理．
（2）在溫度、二氧化碳濃度等條件不變的情況下，將圖甲裝置由黑暗處移至陽光下，光反應的產物[H]和ATP上升，導致暗反應的三碳化合物的還原反應加快，短時間內其來源不變，三碳化合物的剩余量減少，所以則植物葉肉細胞內三碳化合物含量的變化是減少．
（3）①從圖乙植株進行光合作用研究的實驗結果來看，溫度b相對于a、c為最適溫度，且a＞b＞c，故一定超過了最適溫度的是a；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，由于Ⅰ濃度下光合作用強度最大，所以最接近最適CO₂濃度的是Ⅰ．
②探究在溫度為b時，該植物光合作用所需的最適CO₂濃度，則需要保持（光照強度等）無關變量相同且適宜，并在適當范圍內設置不同濃度的CO₂進行實驗．
（4）探究溫度對光合作用的影響，自變量為溫度，二氧化碳應該為無關變量，所以應在圖甲裝置的燒杯內加入二氧化碳緩沖液以保證光合作用的二氧化碳 的供應．
①以表格中的溫度為橫軸，光合作用強度為縱軸，柱狀圖如圖所示，見答案．
②根據柱狀圖分析，溫度與光合作用強度的關系是在一定的溫度范圍內，光合作用強度隨溫度的升高而增強，超過一定的溫度后，光合作用強度隨溫度的升高而減弱．
故答案為：
（1）黑暗
（2）減少
（3）①aⅠ
②不同濃度梯度的CO₂
（4）二氧化碳緩沖液
①
②在一定的溫度范圍內，光合作用強度隨溫度的升高而增強，超過一定的溫度后，光合作用強度隨溫度的升高而減弱

點評 本題結合實驗及曲線圖，綜合考查細胞呼吸和光合作用的相關知識，要求考生識記細胞呼吸的過程、場所及影響因素；掌握凈光合速率、真光合速率和呼吸速率之間的關系，能理論聯系實際，運用所學的知識作出合理的解釋．