Question

20．某研究小組以大豆為材料進行相關實驗研究，實驗過程與結果如圖所示．請據圖回答下列問題：

（1）由圖甲可推知，曲線Ⅱ中，當光照強度達到B點后，影響光合速率的主要外界因素是溫度．
（2）種植大豆的密閉大棚內一晝夜空氣中的CO₂含量變化如圖乙所示．C→F段，葉綠體內ADP含量最高的場所是葉綠體基質，一晝夜內有機物積累最多的點是F（填字母）．
（3）將對稱葉片左側遮光右側曝光（如圖丙），并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移．在適宜光照下照射12h后，從左右兩側截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b（單位：g）．則b與a的差值所代表的是12h內右側截取部分光合作用制造的有機物總量．請寫出導致葉片左側遮光部分重量變化的主要反應式：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（4）在一定的條件下，可用圖丁所示裝置來探究光照強度對光合作用強度的影響．根據該圖的材料及設置，可以確定該實驗的因變量是單位時間內葉片上浮的數量，該實驗的自變量可通過調節光照強度（燒杯與燈之間的距離）進行調控．

Answer 1

分析 本題主要考查影響光合作用的環境因素．
1、溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當溫度低于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而加強，當溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱．
2、二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強．當二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強．
3、光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度的增加而增強．當光照強度增加到一定的值，光合作用強度不再增強．

解答 解：（1）對照組之間只能有一個變量不同，曲線Ⅱ與Ⅲ對照，溫度是自變量，與Ⅰ對照，二氧化碳濃度是自變量；比較曲線Ⅰ和Ⅱ，當光照強度達到飽和點后，因CO₂足量，因此光照強度、二氧化碳濃度不是影響光合作用的因素，影響光合作用速率的主要外界因素應為溫度．
（2）C→F段不斷進行光合作用，ATP參加葉綠體基質的暗反應，形成ADP，再轉移到葉綠體囊狀結構薄膜參加光反應，再生成ATP，因此，葉綠體內ADP含量最高的場所是葉綠體基質．F點之前植物的凈光合速率大于0，植物一直在積累有機物，F點之后凈光合速率小于0，植物開始消耗有機物，故一晝夜內有機物積累最多的點是F．
（3）假設兩側截取同等面積的葉片原來干物質量為c，在適宜光照下照射12小時后，左側呼吸量為：c-a；右側凈光合量為：b-c；由于左右對稱，所以右側呼吸量也是c-a；那么右側實際光合量=凈光合量+呼吸量=（b-c）+（c-a）=b-a．所以b-a代表12h內右側截取部分光合作用制造的有機物總量．導致葉片左側遮光部分重量變化的主要反應式，即有氧呼吸的總反應式：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（4）該實驗目的是探究光照強度對光合作用強度的影響，實驗的自變量的光照強度，可以通過移動燒杯與燈之間的距離來控制光照強度；因變量是光合作用強度，由于光合作用過程中產生氧氣，氧氣可以使沉于水底的圓葉片上浮，因此可以根據單位時間內葉片上浮的數量判斷光合作用強度大小．
故答案應為：
（1）溫度  
（2）葉綠體基質                  F     
（3）光合作用制造的有機物總量            C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量
（4）單位時間內葉片上浮的數量          光照強度（燒杯與燈之間的距離）

點評 本題考查光合作用和呼吸作用的場所和物質變化，以及影響光合作用的環境因素等相關知識，意在考查考生的識記能力、析圖能力和實驗設計能力，難度適中．