Question

如圖為測定植物光合速率的簡易實驗裝置，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內的二氧化碳濃度．取6套同樣的裝置，分別置于適宜的溫度、不同的光照條件下，24小時后測定各組裝置中的氧含量（測得原初氧的含量為20mg/L），記錄數據如下：

（1）已知光合作用中水的光解發(fā)生于葉綠體的類囊體腔內．當葉肉細胞產生的氧氣被相鄰細胞消耗時，氧氣分子至少穿過

 

層磷脂雙分子層．
（2）光照條件下，若裝置中液滴不移動，葉肉細胞的光合作用強度

 

（大于、小于或等于）呼吸作用強度．
（3）裝置中植物的呼吸消耗的氧氣速率為

 

mg/L．d．當光照強度為3.0klx時，植物光合作用產生的氧氣量為

 

mg/L．d．
（4）若一天中給予裝置9h光照，則光照強度至少為

 

klx時，該植物才能正常生長．
（5）當光照強度大于6，0klx時，限制光合作用的內外因素可能有

 

．
（6）如果用同樣的已殺死的植物替換原裝置中的綠色植物，設置此對照實驗裝置的目的是

 

．

Answer 1

考點：光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化

專題：

分析：本實驗裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內的二氧化碳濃度，因此實驗裝置測的氣體變化量表示氧氣量．此值為表觀光合速率（即凈光合速率）．真正的光合作用強度=表觀光合作用強度+呼吸作用強度．影響光合作用的環(huán)境因素有：光照強度、溫度、二氧化碳濃度等．

解答： 解：（1）葉肉細胞光合作用的光反應階段產生氧氣，發(fā)生于葉綠體的類囊體腔內，氧氣被相鄰細胞消耗的場所是線粒體，故氧氣從產生到利用經過的膜有類囊體膜（1層）、葉綠體膜（2層）、葉肉細胞膜（1層）、相鄰細胞的細胞膜（1層）、線粒體膜（2層）共7層膜，生物膜的基本骨架是磷脂雙分子層，故氧氣分子至少穿過7層磷脂雙分子層．
（2）光照條件下，若裝置中液滴不移動，說明植物的光合作用強度等于呼吸作用強度，而光合作用主要發(fā)生在葉肉細胞內，所有的植物細胞都要進行呼吸作用，故葉肉細胞的光合作用強度大于呼吸作用強度．
（3）據題干可知，原初氧的含量為20mg/L，而沒有光照時，植物只進行呼吸作用，24小時后測知氧含量為8mg/L，故裝置中植物的呼吸消耗的氧氣速率為20-8=12mg/L?d．據曲線圖可知，當光照強度為3.0klx時，植物光合作用產生的氧氣量為40-8=32mg/L?d．
（4）若一天中給予裝置9h光照，該植物能正常生長必須光合作用大于呼吸作用，設光照時的凈光合速率為X，則24小時的凈光合作用量=9h光照下的凈光合作用量-（24-9）h黑暗下的呼吸作用量=9X-12×（24-9）＞0，解得X＞20mg/L，而原初氧的含量為20mg/L，則光照下的氧含量為20+20=40mg/L，對應曲線圖中光照強度為3klx，故當光照強度為3klx時，該植物才能正常生長．
（5）當光照強度大于6，0klx時，限制光合作用的外因是二氧化碳濃度、內因是酶和色素．
（6）如果用同樣的已殺死的植物替換原裝置中的綠色植物，設置此對照實驗裝置的目的是排除非生物因素對實驗結果的干擾．
故答案為：
（1）7
（2）大于
（3）12      32
（4）3
（5）外因是二氧化碳濃度、內因是酶和色素
（6）排除非生物因素對實驗結果的干擾

點評：本題以實驗裝置和曲線圖為載體，主要考查綠色植物的光合作用、呼吸作用的有關知識點，意在考查考生分析題圖獲取有效信息的能力；能理解所學知識要點，把握知識間內在聯系的能力．本題解題的關鍵是明確裝置圖的作用和坐標曲線圖的含義．