Question

5．科學家通過對有關酶及相關基因的研究，在野生植物體內找到了影響光合速率的主要基因，得到了某種轉基因作物．某高二生物興趣小組設計了如如圖的裝置，并對該轉基因作物的光合速率進行測試．請回答下列有關問題：
（1）在植物體內，氧氣產生于葉綠體的中，葉肉細胞內利用氧氣的具體部位是線粒體內膜．
（2）測試步驟：第一步：測定植物的細胞呼吸速率（略）
第二步：測定植物的凈光合速率：
①甲裝置的D中放入適量適宜濃度的碳酸氫鈉溶液，乙裝置中的D中放入等量的相同溶液，裝置乙作為對照組．
②將裝置甲、乙放在相同且適宜的環(huán)境中，其中必須要給予充足的光照．
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水？滴移動的方向和刻度．
（3）實驗數據分析：實驗操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水滴移動情況如下表：

實驗	裝置	實驗30分鐘后紅墨水滴移動情況
測定植物呼吸速率	甲裝置 乙裝置	左移（填左移或右移）15厘米 右移0.5厘米
測定植物凈光合速率	甲裝置	右移（填左移或右移）45厘米
	乙裝置	右移0.5厘米

假設紅墨水滴每移動1cm，植物體內的葡萄糖增加或減少1g，那么該植物的總光合速率為12g/小時，若該植物白天光照14小時，那么它一晝夜葡萄糖的積累量是72g（不考慮晝夜溫差影響）．

Answer 1

分析 本題主要考查影響光合作用的環(huán)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）在植物體內，氧氣產生于葉綠體的類囊體薄膜，葉肉細胞內利用氧氣的具體部位是有氧呼吸的第三階段，發(fā)生在線粒體內膜．
（2）第二步，測定植物的凈光合作用強度，方法步驟是：①甲、乙兩裝置的D中都放入NaHCO₃溶液，裝置乙作對照組；②將裝置甲、乙放在光照充足、溫度等相同的環(huán)境中；③30分鐘觀察、記錄紅墨水滴移動情況．
（3）測定植物細胞呼吸速率時，實驗中NaOH溶液可以吸收二氧化碳，所以消耗的氧氣使密閉環(huán)境中氣體減少，壓強降低，水滴向左移動．測定光合作用速率時，實驗中NaHCO₃溶液可以釋放二氧化碳，所以產生的氧氣使密閉環(huán)境中氣體增加，壓強升高，水滴向右移動．實驗中NaOH溶液可以吸收二氧化碳，所以消耗的氧氣使密閉環(huán)境中氣體減少，壓強降低，水滴移動，測定植物細胞呼吸速率時，對照組右移0.5厘米，實驗組左移1.5厘米，說明細胞呼吸使水滴左移2厘米，所以每小時分解萄萄糖的速率為4厘米，測定光合作用速率時，水滴移動的速率為2×（4.5-0.5）=8厘米每小時，總光合速率=呼吸速率+凈光合速率=4+8=128厘米每小時，即生生成的葡萄糖適量為12g/小時．所以每天的積累量為8×14-（24-14）×4=72g．
故答案為：
（1）類囊體薄膜   線粒體內膜
（2）①適量適宜濃度的碳酸氫鈉溶液   ②充足的光照
（3）左移    右移    12   72

點評 本題意在考查學生對知識的理解能力．光合作用過程是考查的重點和難點，可以通過流程圖分析，表格比較，典型練習分析強化學生的理解．要注意，對于綠色植物來說，在有光的條件下可以進行光合作用，也可以進行細胞呼吸，在黑暗條件下只能進行細胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究細胞呼吸與光合作用的關系．光合作用合成有機物，而呼吸作用分解有機物．光合作用為呼吸作用提供有機物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．