Question

【题目】某同学探究绿色植物光合作用与呼吸作用的关系，设置如下图实验装置。装置中的CO2缓冲液可维持瓶内二氧化碳浓度（该装置放在20℃环境中）。实验开始时，针筒的读数是0.4mL，毛细管内的水滴在位置X。回答下列问题:

（1）20分钟后，针筒的容量需要调至0.8mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。若以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是_________mL/h。

（2）若将该装置置于黑暗处且将X小烧杯二氧化碳缓冲液换成蒸馏水，其他条件不变，20分钟后，针筒的容量需要调至0.8mL才能使毛细管内的水滴在位置X，那么该植物呼吸方式为 _________。

（3）如果在（1）小题实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍需维持在0.8mL读数处，才能使水滴在X位置。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至 1.OmL读数，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出的结论是__________________。

（4）若在（1）小题实验中该学生20分钟后观察到毛细管内的水滴仍在X位置，那么该植物叶肉细胞光合作用速率_________（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸速率，原因是__________________。

Answer 1

【答案】 1.2 有氧呼吸和无氧呼吸 在上述条件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而温度才是限制光合作用速率的主要因素 大于 该植物体实际光合作用等于呼吸作用，但绿色植物非绿色部分只进行呼吸作用，所以叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用

【解析】试题分析：本实验装置中的CO2缓冲液可维持瓶内的二氧化碳浓度，因此实验装置测的气体变化量表示氧气量。此值为表观光合速率（即净光合速率）。真正的光合作用强度=表观光合作用强度+呼吸作用强度。影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。

（1）实验开始时，针筒的读数是0.4mL，毛细管内的水滴在位置X，20分钟后，针筒的容量需要调至0.8mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置，说明净光合作用是（0.8-0.4）×3mL/h=1.2 mL/h。

（2）若将该装置置于黑暗处且将X小烧杯二氧化碳缓冲液换成蒸馏水，其他条件不变，则该装置液滴移动是呼吸作用过程中吸收的氧气和释放的二氧化碳的量的差值导致的。20分钟后，针筒的容量需要调至0.8mL才能使毛细管内的水滴在位置X，说明释放的二氧化碳多于吸收的氧气，故该植物呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸。

（3）如果在（1）小题实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍需维持在0.8mL读数处，才能使水滴在X位置。说明增加光照强度并没有改变光合作用强度，即光照不是限制光合作用速率的主要因素；在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至 1.0mL读数，才能使水滴维持在X的位置上，说明温度升高，净光合速率有增加，温度才是限制光合作用的主要因素。

（4）若在（1）小题实验中该学生20分钟后观蔡到毛细管内的水滴仍在X位置，则反应前后气体压强不变，即该植物叶肉细胞光合作用速率等于植物体所有体细胞的呼吸速率，所有体细胞包括了绿色植物非绿色部分，它们只进行呼吸作用，因此该植物叶肉细胞光合作用速率大于叶肉细胞的呼吸速率。