Question

某一小組利用小球藻在密閉的容器中進行光合作用實驗時發現：在弱光下，小球藻的周圍會釋放一些氣泡．為了確定小球藻產生的氣泡是O₂還是CO₂，該小組欲用靈敏的酸堿指示劑--溴代麝香草酚藍水溶液（BTB）進行判斷． （BTB對光不敏感，當受測溶液為中性或偏堿時呈淡藍色，弱酸性時呈淡黃色）

（1）利用淡藍色BTB水溶液，如何判斷在弱光條件下小球藻產生的氣泡的成分？

 

（2）在一定的光照條件下，此密閉容器中，氧氣一定增加嗎，請分析理由．

 

（3）用H₂¹⁸O培養小球藻，相隔很短的時間取樣，在葉綠體中¹⁸O將首先轉移至

 

（物質）中；在線粒體中，¹⁸O將最終移至

 

（物質）中．
（4）如圖甲表示在光照充足、CO₂濃度適宜的條件下，溫度對某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影響．圖中實線“--”表示光合作用速率，虛線“…”表示呼吸作用速率．
請據圖回答：
分析圖解可知，光合作用、呼吸作用都受到溫度的影響，其中與

 

作用有關的酶對高溫更為敏感．溫度主要影響光合作用的暗反應階段．光反應階段產生的[H]和ATP用于暗反應中

 

過程．若晝夜不停地光照，該植物生長的最適宜溫度約是

 

；若溫度均保持在20℃的條件下，長時間每天交替進行12h光照、12h黑暗，該植物能否正常生長？

 

．
（5）根據上題的相關信息，請在乙圖的坐標上畫出植物在15～60℃范圍內的凈光合作用速率的變化曲線．

 

．

Answer 1

考點：光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：本題主要考察光合作用和呼吸作用，在本題中主要依據的公式：凈光合作用量=真光合作用量-呼吸作用量、有機物的積累量=光合作用合成量-呼吸作用消耗量．

解答： 解：（1）CO₂溶解于水，使溶液酸性變強．當溶液由淡藍色變淡黃色，說明小球藻產生的氣泡成分為CO₂；當溶液由淡黃色變淡藍色，或一直呈淡藍色，說明小球藻產生的氣泡成分為O₂．
（2）在一定的光照條件下，此密閉容器中，氧氣量是否增加，取決于植物光合速率與呼吸速率的差值：光合速率大于呼吸速率時，凈產生O₂；呼吸速率大于光合速率時，凈消耗O₂；呼吸速率等于光合速率時，凈產生O₂為0．
（3）在光合作用過程中，水在光反應階段參與反應；水被光解后產生氧氣和H．在有氧呼吸過程中，水參與了第二階段的反應，其中的氧進入到了CO₂中．
（4）圖中可以看出，光合作用的最適溫度為30℃，超過該溫度后，光合作用強度開始下降，而呼吸作用在42℃是最強，因此光合作用有關的酶對髙溫更為敏感；光合作用過程中，暗反應所需酶種類多，因此溫度主要影響光合作用的暗反應階段，暗反應的場所是葉綠體基質．對生長最適宜，即要求凈光合作用量最大，凈光合作用=真正光合作用速率-呼吸作用速率，圖中對應30℃；在溫度為20℃的條件下，12小時光照，二氧化碳凈吸收量是1個單位×12；12小時黑暗，凈釋放量是2×12．此時，呼吸作用強度大于光合作用強度，植物無法累積有機物，故不能正常生長．
（5）在作圖時，首先根據曲線圖將各溫度下的凈光合速率計算出，利用凈光合速率=真光合速率-呼吸速率，30℃為4.7、35℃為2.8、40℃為0、45℃為-3.0、50℃為-3.5、55℃為-1.5、60℃為0，由此連線作圖即可．
故答：
（1）若溶液呈現淡黃色，說明氣泡是CO₂，若溶液呈現淡藍色，說明氣泡是O₂
（2）光合作用大于呼吸作用時，凈產生O₂，呼吸作用大于光合作用時，凈消耗O₂，呼吸作用等于光合作用時，凈產生O₂為0
（3）O₂      CO₂  
（4）光合   C₃的還原   30℃不能
（5）要點：15℃位于橫軸上一點（不大于一格），30℃最高（橫軸上方五格）40℃開始位于橫軸以下負增長

點評：本題主要考察光合作用、呼吸作用、凈光合作用、真正光和作用和它們的關系，以及相關的曲線分析．意在考查學生對曲線的分析能力和作圖能力．有一定的難度，綜合考查了光合作用、呼吸作用于植物正常生長之間的關系．熟練掌握相關知識是解題的關鍵．