Question

5．科学家通过对有关酶及相关基因的研究，在野生植物体内找到了影响光合速率的主要基因，得到了某种转基因作物．某高二生物兴趣小组设计了如如图的装置，并对该转基因作物的光合速率进行测试．请回答下列有关问题：
（1）在植物体内，氧气产生于叶绿体的中，叶肉细胞内利用氧气的具体部位是线粒体内膜．
（2）测试步骤：第一步：测定植物的细胞呼吸速率（略）
第二步：测定植物的净光合速率：
①甲装置的D中放入适量适宜浓度的碳酸氢钠溶液，乙装置中的D中放入等量的相同溶液，装置乙作为对照组．
②将装置甲、乙放在相同且适宜的环境中，其中必须要给予充足的光照．
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水？滴移动的方向和刻度．
（3）实验数据分析：实验操作30分钟后，记录甲装置红墨水滴移动情况如下表：

实验	装置	实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼吸速率	甲装置 乙装置	左移（填左移或右移）15厘米 右移0.5厘米
测定植物净光合速率	甲装置	右移（填左移或右移）45厘米
	乙装置	右移0.5厘米

假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g，那么该植物的总光合速率为12g/小时，若该植物白天光照14小时，那么它一昼夜葡萄糖的积累量是72g（不考虑昼夜温差影响）．

Answer 1

分析 本题主要考查影响光合作用的环境因素．
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱．
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强．当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．

解答 解：（1）在植物体内，氧气产生于叶绿体的类囊体薄膜，叶肉细胞内利用氧气的具体部位是有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜．
（2）第二步，测定植物的净光合作用强度，方法步骤是：①甲、乙两装置的D中都放入NaHCO₃溶液，装置乙作对照组；②将装置甲、乙放在光照充足、温度等相同的环境中；③30分钟观察、记录红墨水滴移动情况．
（3）测定植物细胞呼吸速率时，实验中NaOH溶液可以吸收二氧化碳，所以消耗的氧气使密闭环境中气体减少，压强降低，水滴向左移动．测定光合作用速率时，实验中NaHCO₃溶液可以释放二氧化碳，所以产生的氧气使密闭环境中气体增加，压强升高，水滴向右移动．实验中NaOH溶液可以吸收二氧化碳，所以消耗的氧气使密闭环境中气体减少，压强降低，水滴移动，测定植物细胞呼吸速率时，对照组右移0.5厘米，实验组左移1.5厘米，说明细胞呼吸使水滴左移2厘米，所以每小时分解萄萄糖的速率为4厘米，测定光合作用速率时，水滴移动的速率为2×（4.5-0.5）=8厘米每小时，总光合速率=呼吸速率+净光合速率=4+8=128厘米每小时，即生生成的葡萄糖适量为12g/小时．所以每天的积累量为8×14-（24-14）×4=72g．
故答案为：
（1）类囊体薄膜   线粒体内膜
（2）①适量适宜浓度的碳酸氢钠溶液   ②充足的光照
（3）左移    右移    12   72

点评 本题意在考查学生对知识的理解能力．光合作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．要注意，对于绿色植物来说，在有光的条件下可以进行光合作用，也可以进行细胞呼吸，在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究细胞呼吸与光合作用的关系．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．