Question

【題目】某轉(zhuǎn)基因作物有很強的光合作用能力。某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了對該轉(zhuǎn)基因作物光合強度測試的研究課題。研究中設(shè)計了下圖所示的裝置。

請利用以上裝置完成對該轉(zhuǎn)基因作物光合作用強度的測試。

I．實驗步驟：

（1）測定植物的呼吸作用強度，方法步驟：

①甲、乙裝置D中放入________________，乙裝置作為____________

②將裝置甲、乙的廣口瓶_____________處理，放在_______________等相同的環(huán)境中

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中______________________和___________________

（2）測定植物的凈光合作用強度，方法步驟：

①甲、乙裝置D中放入__________________，乙裝置作為__________________

②將裝置甲、乙放在____________________、______________等相同的環(huán)境中

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中_____________________和_______________________。

（3）實驗操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水滴移動情況：

		實驗30分鐘后紅墨水滴移動情況
測定植物 呼吸作用強度	甲裝置	___①____（填左或右移）1．5 cm
	乙裝置	右移0．5 cm
測定植物凈 光合作用強度	甲裝置	___②____（填左或右移）4．5 cm
	乙裝置	右移0．5 cm

Ⅱ．實驗分析：

假設(shè)紅墨水滴每移動1 cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1g。

那么（1）該植物的呼吸作用速率是___ _ __g/h；

（2）白天光照15 h，一晝夜葡萄糖的積累量是________g。（不考慮晝夜溫差影響）

Answer 1

【答案】I．實驗步驟：（1）①氫氧化鈉溶液，對照

②遮光，溫度

③紅墨水移動的方向 和 刻度

（2）①碳酸氫鈉溶液 對照組

②光照強度，溫度

③紅墨水移動方向 和 刻度

（3）①左 ②右

Ⅱ．實驗分析：（1）4

（2）84

【解析】

試題解析：Ⅰ（1）要測光合作用強度必須先測呼吸作用強度，在測呼吸作用強度時一定要將實驗裝置置于黑暗條件下，使植物只進行呼吸作用．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呼吸作用強度。

①甲、乙裝置D中放入等量的NaOH溶液，乙裝置作為對照組排出無關(guān)變量對實驗的影響。

②要測光合作用強度必須先測呼吸作用強度，在測呼吸作用強度時一定要將實驗裝置置于黑暗和溫度相同的條件下，使植物只進行呼吸作用。

③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甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和刻度可作為呼吸作用強度。

（2）凈光合作用強度的測試實驗要滿足光合作用的條件：充足的光照、一定濃度的CO2（由NaHCO3溶液提供），光合作用過程中消耗一定量CO2，釋放等量O2，而CO2由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。

①凈光合作用強度的測試實驗要滿足光合作用的條件：充足的光照、一定濃度的CO2（由NaHCO3溶液提供）。

②將裝置甲、乙放在適宜光照強度和溫度等相同的環(huán)境中，且該溫度與實驗步驟（1）溫度相比應(yīng)該相同。

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水的運動方向和刻度。

（3）根據(jù)以上裝置可得，在測定呼吸作用速率時，裝置中氣體量主要是氧氣的消耗，因此甲裝置中液滴左移；在測定凈光合速率時，由于二氧化碳維持相對穩(wěn)定，氣體變化主要是光合作用氧氣的凈釋放，因此液滴右移。

Ⅱ．對照裝置乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素（如溫度變化等）對實驗影響的結(jié)果，實驗裝置甲同樣也受環(huán)境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃鐘罩內(nèi)氧氣體積的改變量，即1．5+0．5=2（g/半小時）；根據(jù)凈光合作用的測定值是4．5-0．5=4（g/半小時），白天光照15小時的凈光合作用量是（4×2）×15=120（g），一晝夜葡萄糖的積累量是15小時光合作用實際量減去24小時呼吸作用消耗量，等同于15小時的凈光合作用量減去9小時的呼吸作用消耗量，即8×15-4×9=84（g）。