Question

10．圖1表示某植物葉肉細胞中兩個重要的生理過程，圖2為某生物興趣小組研究有關光合作用和細胞呼吸的實驗裝置，實驗開始時打開活塞開關，使水柱液面平齊，然后關閉活塞開關，8小時后，觀察記錄實驗數據如下表．

容器	植物	部位	光質（光照強度 相同且適宜）	溫度 （℃）	兩側水柱高 度差（mL/4h）
1	天竺葵	葉	紅	25	240
2	天竺葵	葉	黃	25	30
3	紫羅蘭	葉	紅	25	160
4	紫羅蘭	葉	黃	25	20

請回答下列問題：
（1）圖1中I為氧氣，在甲中[H]參與的具體過程是三碳化合物的還原．
（2）圖1甲和乙中[H]是否是同一種物質？否 （填“是”或“否”）．乙中[H]的來源場所分別是細胞質基質和線粒體基質．
（3）生物興趣小組利用圖2進行的實驗中自變量是植物的種類和光質．在該實驗中左側液面均高于右側，其原因是光合作用產生的氧氣量大于呼吸作用消耗的氧氣量（光合速率大于呼吸速率），利用該高度差可以計算出植物的凈光合速率，利用容器1中數據可以計算出該速率為15 mL/h．
（4）為了使測定的數據更客觀準確，應對實驗結果進行校正（排除非生物因素對實驗結   果的影響），設置對照實驗，對照實驗裝置與圖2裝置的不同處理是將植物換成相同的死植物．

Answer 1

分析 根據圖1中物質變化，可推知：Ⅰ為氧氣，Ⅱ、Ⅲ為二氧化碳，①為光反應階段，②為暗反應階段，③為有氧呼吸的第三階段，④為有氧呼吸的第一二階段．在甲中[H]參與的具體過程是三碳化合物的還原．
分析實驗裝置圖2：裝置中兩側水柱高度差可以表示裝置內氣體的變化量．當研究植物光合速率時，裝置的燒杯中放置CO₂的緩沖液，以保證二氧化碳濃度保持相對穩定，因此裝置中的氣體變化主要是產生的氧氣量；又由于植物既進行光合作用，又進行呼吸作用，因此氧氣的變化量只能表示凈光合速率．

解答 解：（1）根據圖1中物質變化，可推知：Ⅰ為氧氣，Ⅱ、Ⅲ為二氧化碳，①為光反應階段，②為暗反應階段，③為有氧呼吸的第三階段，④為有氧呼吸的第一二階段．在甲中[H]參與的具體過程是三碳化合物的還原．
（2）圖1甲為光反應階段產生的[H]和乙中[H]是呼吸作用產生的[H]，兩者不是同一種物質．乙中[H]的來源于有氧呼吸的第一和第二階段，場所分別是細胞質基質和線粒體基質．
（3）分析表格可知，該實驗的自變量是植物的種類和光質．U型管兩側的高等差是由于光合作用釋放氧氣大于呼吸作用消耗的氧氣量引起，左側液面升高，右側液面降低；利用該高度差可以計算出植物的凈光合速率，兩側水柱高度差240mL/8h，氧氣釋放量為120mL/8h，因此植物的凈光合作用速率是$\frac{120}{8}$=15mL/h．
（4）除了控制環境相同外，實驗可再設置將植物換成相同的死植物的對照裝置，其目的是用于消除因非生物因素（或物理因素）引起的氣體體積變化，從而使測得的數值更精確．
故答案為：
（1）氧氣   三碳化合物的還原
（2）否    細胞質基質和線粒體基質
（3）植物的種類和光質   光合作用產生的氧氣量大于呼吸作用消耗的氧氣量（光合速率大于呼吸速率）  凈光合    15
（4）將植物換成相同的死植物

點評 本題的知識點是植物種類和光質對光合作用的影響，主要考查學生分析實驗結果，評價實驗設計思路的能力和對實驗進行進一步探究的能力．