Question

20．某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用能力．某中學(xué)生物興趣小組在暑假開(kāi)展了對(duì) 該轉(zhuǎn)基因作物光合作用強(qiáng)度測(cè)試的研究課題，設(shè)計(jì)了如下裝置．請(qǐng)你利用下列裝置完成光合作用強(qiáng) 度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并分析回答有關(guān)問(wèn)題：

Ⅰ．實(shí)驗(yàn)步驟
（1）先測(cè)定植物的呼吸作用強(qiáng)度，方法步驟是：
①甲、乙兩裝置的 D 中都放入NaOH 溶液，裝置乙作對(duì)照．
②將裝置甲、乙的玻璃鐘罩進(jìn)行遮光處理，放在溫度等相同的環(huán)境中．
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度．
（2）測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度，方法步驟是：
①甲、乙兩裝置 D 中放入等量 NaHCO3 溶液．
②把裝置甲、乙放在光照充足、溫度相同的環(huán)境中．
③30 分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度．
（3）實(shí)驗(yàn)操作 30 分鐘后，記錄甲裝置紅墨水滴移動(dòng)情況：

		實(shí)驗(yàn)30min后紅墨水滴移動(dòng)情況
測(cè)定植物呼吸作用	甲裝置	左移（填“左”或“右”）1.5cm
	乙裝置	右移0.5cm
測(cè)定植物凈光合作用	甲裝置	右移（填“左”或“右”）4.5cm
	乙裝置	右移0.5cm

Ⅱ．實(shí)驗(yàn)分析：
假設(shè)紅墨水滴每移動(dòng) 1cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少 1g．那么以葡萄糖增減量作為衡量指標(biāo)，該植物的呼吸作用速率是4g/h；白天光照 15h，一晝夜葡萄糖的積累量 是84g． （不考慮晝夜溫度的變化對(duì)呼吸作用影響）

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：通過(guò)相同的裝置分析可知，測(cè)定植物的呼吸作用強(qiáng)度和光合作用的不同在于裝置D中所放入的液體的不同．若該裝置測(cè)定細(xì)胞呼吸作用強(qiáng)度時(shí)，甲乙兩裝置的D中都放入NaOH溶液，吸收二氧化碳，因此液滴的移動(dòng)就來(lái)自于氧氣的吸收量，液滴向左移動(dòng)；此外還要排除光合作用的影響．若該裝置測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度時(shí)，甲乙兩裝置的D中都放入NaHCO₃溶液，提供原料二氧化碳，因此液滴的移動(dòng)就來(lái)自于氧氣的釋放量，液滴向右移動(dòng)，同時(shí)提供光合作用發(fā)生的適宜條件．

解答 解．Ⅰ．（1）這是關(guān)于光合作用強(qiáng)度測(cè)試的實(shí)驗(yàn)題，解決這個(gè)問(wèn)題要測(cè)光合作用強(qiáng)度，必須先測(cè)呼吸作用強(qiáng)度，在測(cè)呼吸作用強(qiáng)度時(shí)一定要將實(shí)驗(yàn)裝置置于黑暗條件下，使植物只進(jìn)行呼吸作用．甲裝置的D中用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內(nèi)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(jù)玻璃鐘罩內(nèi)氧氣體積的減少量即可測(cè)呼吸作用強(qiáng)度．
（2）凈光合作用強(qiáng)度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)要滿(mǎn)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(guò)程中消耗一定量CO₂釋放等量O₂，而CO₂由甲裝置的D中NaHCO₃溶液提供，因此玻璃鐘罩內(nèi)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．
（3）若該裝置測(cè)定細(xì)胞呼吸作用強(qiáng)度時(shí)，液滴的移動(dòng)就來(lái)自于氧氣的吸收量，液滴向左移動(dòng)；若該裝置測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度時(shí)，液滴的移動(dòng)就來(lái)自于氧氣的釋放量，液滴向右移動(dòng)．
Ⅱ．（1）假設(shè)紅墨水滴每移動(dòng)1cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1g．那么該植物的呼吸作用速率是（1.5+0.5）×2=4g/小時(shí)．凈光合速率=（5.5-0.5）×2=8g/小時(shí)，真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率=4+8=12g/小時(shí)．
（2）白天光照15小時(shí)的凈光合作用量是4×2×15=120g，一晝夜葡萄糖的積累量是15小時(shí)光合作用實(shí)際量減去24小時(shí)呼吸作用消耗量等同于15小時(shí)的凈光合作用量減去9小時(shí)的呼吸作用消耗量即8×15-4×9=84g．
故答案為：
Ⅰ（1）①NaOH 溶液 ②遮光
（2）等量 NaHCO3 溶液，（裝置乙作對(duì)照）
（3）左   右
Ⅱ.4     84

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查光合作用與呼吸作用的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析曲線(xiàn)獲取有效信息的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容和計(jì)算能力．