Question

10．某轉基因作物有很強的光合作用能力，某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合強度測試的研究課題．請利用如圖所示的裝置完成光合作用強度的測試實驗，并回答有關問題：
實驗步驟：
（1）測定植物的呼吸作用強度方法步驟：
①甲、乙裝置D中放入NaOH 溶液，裝置乙作為對照組
②將裝置甲、乙遮光處理，放在溫度等相同的環境中
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水液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：
①甲、乙裝置D中放入NaHCO₃ 溶液，乙裝置作為對照組
②將裝置甲、乙放在光照強度、溫度等相同且適宜的環境中
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水液滴移動的方向和刻度
（3）實驗操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水移動的情況，完成表格

	實驗30分鐘后紅墨水移動情況
測定呼吸作用強度	甲裝置	左（填“左移”或“右移”）2.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米
測定凈光合作用強度	甲裝置	右（填“左移”或“右移”）5.5厘米
	乙裝置	右移0.5厘米

（4）實驗分析
假如紅墨水每移動1厘米，植物體內葡萄糖增加或減少1g．那么該植物呼吸作用速率是6g/小時．白天光照15小時，一晝夜葡萄糖的積累量是96g（不考慮晝夜溫差的影響）

Answer 1

分析 分析題圖：碳酸氫鈉溶液能為植物光合作用提供二氧化碳，并在實驗過程中起到維持密閉裝置中二氧化碳濃度的恒定作用；氫氧化鈉溶液能除去密閉裝置中的二氧化碳．測定植物細胞呼吸時，植物吸收氧氣，產生二氧化碳（被NaOH吸收），因此體積減小，液滴左移．測定凈光合作用時，植物在光下產生氧氣，使容器體積增大，液滴右移．

解答 解：（1）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，根據玻璃鐘罩內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．所以甲、乙兩裝置D中放入NaHCO₃溶液，乙裝置作為對照組．
（3）根據以上裝置可得，在測定呼吸作用速率時，裝置中氣體量主要是氧氣的消耗，因此甲裝置中液滴左移；在測定凈光合速率時，由于二氧化碳維持相對穩定，氣體變化主要是光合作用氧氣的凈釋放，因此液滴右移．
（4）對照裝置乙中紅墨水滴右移是環境因素（如溫度變化等）對實驗影響的結果，實驗裝置甲同樣也受環境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O₂量等于玻璃鐘罩內氧氣體積的改變量，即2.5+0.5=3（g/半小時），則該植物呼吸作用速率是6g/小時；根據凈光合作用的測定值是5.5-0.5=5（g/半小時），白天光照15小時的凈光合作用量是（5×2）×15=150（g），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10×15-6×9=96（g）．
故答案為：
（1）NaOH   遮光
（2）NaHCO₃    光照強度、溫度等相同且適宜
（3）左  右
（4）6   96

點評 本題主要考查光合作用與呼吸作用的相關知識，意在考查考生分析曲線獲取有效信息的能力；能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力；能用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式準確地描述生物學方面的內容和計算能力．