Question

15．光合作用與細(xì)胞呼吸是植物體的兩個(gè)重要生理活動(dòng)，某同學(xué)用圖一所示裝置進(jìn)行相關(guān)研究，請(qǐng)回答下列問題：

（1）若將裝置中1% NaHCO₃溶液，換成等量的1% NaOH溶液，則在開始的短暫時(shí)間內(nèi)，植物的葉綠體中[H]和C₅化合物的相對(duì)含量的變化情況是：[H]含量上升；C₅化合物含量上升．
（2）若將圖一密閉的實(shí)驗(yàn)裝置，每天用適宜光照12小時(shí)，幾星期后，植物最終死亡，試分析導(dǎo)致其死亡的可能原因（只需寫出一點(diǎn)）：
（3）若利用圖二所示裝置測(cè)定植物在適宜溫度及適宜光強(qiáng)下的真正光合速率（注：真正光合速率一呼吸速率=凈光合速率，CO₂傳感器的另一端與計(jì)算機(jī)相連，以監(jiān)測(cè)瓶中CO₂濃度的變化，實(shí)驗(yàn)裝置能保證被測(cè)植物的正常生命活動(dòng)），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①將此植物置于適宜溫度及適宜光強(qiáng)條件下，一定時(shí)間內(nèi)測(cè)定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄；
②將此植物置于相同溫度的黑暗條件下，相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄
結(jié)果分析：若圖三為該植物存實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則該植物的真正光合作用速率是：150PPm/min．

Answer 1

分析 本題是對(duì)光合作用過程中物質(zhì)變化能量變化和場(chǎng)所、呼吸作用過程中的物質(zhì)變化、影響光合作用和呼吸作用的因素及呼吸作用與光合作用之間的關(guān)系的綜合考察，回憶光合作用過程中物質(zhì)變化能量變化和場(chǎng)所、呼吸作用過程中的物質(zhì)變化、影響光合作用和呼吸作用的因素及呼吸作用與光合作用之間的關(guān)系，然后結(jié)合題圖和題干信息進(jìn)行解答．

解答 解：（1）NaHCO₃溶液通過水解平衡可以維持裝置內(nèi)CO₂濃度的相對(duì)穩(wěn)定，而NaOH溶液可以吸收裝置內(nèi)的CO₂使裝置內(nèi)CO₂大量減少，三碳化合物合成減少，而此時(shí)三碳化合物消耗不變，導(dǎo)致三碳化合物含量減少．在短時(shí)間內(nèi)，五碳化合物合成不變，消耗減少，五碳化合物含量增多．
（2）由于鐘罩是密閉的，CO₂逐漸減少，光合作用原料不足；水槽內(nèi)由于缺少氧氣，使根無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，根細(xì)胞受毒害死亡；由于無(wú)機(jī)鹽吸收相對(duì)較慢，溶液濃度升高，根細(xì)胞不能通過滲透作用吸收水分，使植物缺少水分，這些都是導(dǎo)致植物死亡的原因．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：①真正光合速率一呼吸速率=凈光合速率，所以根據(jù)圖乙裝置，可以先測(cè)定凈光合速率，即將此植物置于適宜溫度及適宜光強(qiáng)條件下，一定時(shí)間內(nèi)測(cè)定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄．
②測(cè)定呼吸作用速率，即將此植物置于相同溫度的黑暗條件下，相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄．
結(jié)果分析：根據(jù)圖3分析，裝置2內(nèi)二氧化碳濃度最低時(shí)，為該植物的光補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)光合作用速率=呼吸作用速率，即150ppm/min
故答案為：
（1）含量上升   含量上升
（2）水槽內(nèi)缺氧，根系進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生的酒精對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生了毒害作用；鐘罩內(nèi)CO₂減少，影響了植物的光合作用；吸收水多，吸收無(wú)機(jī)鹽少，導(dǎo)致培養(yǎng)液的濃度增大，植株萎蔫死亡．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟
①將此植物置于適宜溫度及適宜光強(qiáng)條件下，一定時(shí)間內(nèi)測(cè)定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄．
②將此植物置于相同溫度的黑暗條件下，相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定容器內(nèi)的CO₂含量變化，并記錄．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查光合作用與呼吸作用的過程及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)光合作用及呼吸作用過程的理解與運(yùn)用．該題有一定的難度．