Question

为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25℃条件下进行了一系列实验，实验数据见表．请回答下列问题：

组别	光照强度（lx）	液滴移动（mL/h）
1	0	左移2.2
2	2000	右移0.2
3	4000	右移1.8
4	6000	右移3.9
5	8000	右移5.9
6	10000	右移6.5
7	12000	右移6.5

（1）组别1中叶肉细胞产生ATP的场所是

 

和

 

．引起该组液滴左移的生理原因是

 

．
（2）与组别4相比，限制组别3液滴移动的主要环境因素是

 

．光照强度为12000lx时，限制装置内植物光合作用的环境因素主要是

 

．
（3）光照强度为8000lx时，植物光合作用2小时产生氧气

 

mL．若光照强度由8000lx突然降低到2000lx，此时叶绿体内C₃的相对含量将

 

（升高/不变/降低），用于暗反应的ATP来自

 

．
（4）在6000lx光照条件下，将实验装置的温度提升至30℃，发现液滴右移明显减慢，其原因是

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：分析实验装置：图中密闭小室的烧杯中放了CO₂缓冲液，该溶液能够保持小室中的二氧化碳浓度相对稳定，即可以为光合作用不断提供原料，因此小室中的气体量变化为“氧气量变化”．
结合表格：当光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，有氧呼吸吸收氧气，释放二氧化碳，而二氧化碳通过CO₂缓冲液维持稳定，因此此时的液滴左移2.2mL/h表示呼吸作用强度；
表中当光照增强时，液滴均右移，右移的值表示光合作用氧气的净释放量，因此真光合速率=净光合速率+呼吸速率=右移的值+左移的2.2；
表中光照为10000lx和12000lx时，液滴移动的距离相等，表明此时光合作用达到饱和点．

解答： 解：（1）组别1中，光照强度为0，此时叶肉细胞只进行呼吸作用，因此细胞产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体．由于小室中CO₂缓冲液能够保持小室中的二氧化碳浓度相对稳定，因此呼吸作用消耗氧气，因此装置中气体总量减少，引起该组液滴左移．
（2）组别3的光照强度为4000lx，组别4的光照强度为6000lx，因此与组别4相比，限制组别3液滴移动的主要环境因素是光照强度．表中光照为10000lx和12000lx时，液滴移动的距离相等，表明此时光合作用达到光饱和点，因此光照强度不再是主要环境因素，此时限制装置内植物光合作用的环境因素主要是二氧化碳浓度．
（3）表中右移的值表示光合作用氧气的净释放量，因此真光合速率=净光合速率+呼吸速率=右移的值+左移的2.2．则光照强度为8000lx时，植物真光合速率=5.9+2.2=8.1mL/h，因此植物光合作用2小时产生氧气16.2mL．若光照强度由8000lx突然降低到2000lx，光反应产生的[H]和ATP减少，这将抑制三碳化合物的还原，而二氧化碳固定仍在发生，因此此时叶绿体内C₃的相对含量将升高，用于暗反应的ATP来自光反应中水的光解．
（4）25℃是植物光合作用的最适温度，当升高温度时，是光合作用强度减弱，而呼吸作用增强，因此氧气的净生成量减少．因此在6000lx光照条件下，将实验装置的温度提升至30℃，由于氧气净生成量减少，导致液滴右移明显减慢．
故答案为：
（1）细胞质基质   线粒体   呼吸作用吸收氧气，导致装置中气体总量减少
（2）光照强度    二氧化碳浓度
（3）16.2   升高    光反应中水的光解
（4）25℃是植物光合作用的最适温度，当升高温度时，是光合作用强度减弱，而呼吸作用增强，因此氧气的净生成量减少

点评：本题考查了影响光合作用的环境因素以及光合作用和呼吸作用之间的关系等知识，意在考查考生分析实验装置和表格的能力，以及理解能力，难度适中．考生在分析实验装置时要明确：光照为0时液滴的移动表示呼吸速率，光照不为0时液滴的移动表示净光合速率，并且真光合速率=净光合速率+呼吸速率．另外考生要识记呼吸作用和ATP产生的场所；能够利用温度影响酶活性的观点解答第（4）小题．