Question

请阅读下列有关光合作用的测定方法的相关资料，回答相应问题．（1）气体体积变化法--测光合作用产生O2（

请阅读下列有关光合作用的测定方法的相关资料，回答相应问题．（1）气体体积变化法--测光合作用产生O2（或消耗CO2）的体积．图1是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于20℃环境中．实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X．20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在位置X处．据此回答下列问题：①若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20min后，要使水滴维持在位置X处，针筒的容量______（需向左/需向右/不需要）调节．②若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率是______mL/h．③若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在20℃、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维持在X处．则在有光条件下该植物的实际光合速率是______mL/h．（2）黑白瓶法--测溶氧量的变化例某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶．将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下： 光照强度（klx） O（黑暗） a b c d e 白瓶溶氧量（mg/L） 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量（mg/L） 3 3 3 3 3 3①黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是______；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为______mg/L?24h．②当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为______mg/L?24h．③光照强度至少为______（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需．（3）芦荟具有一种特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收CO2转化成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸分解释放CO2参与光合作用，如图2、图3．芥兰的CO2利用过程如图4，请据图回答问题：①芦荟夜晚不能合成C6H12O6，原因是缺少暗反应所需的______．白天芦荟进行光合作用所利用的CO2的来源于______．②在白天10：00时，突然升高环境中CO2的浓度，短时间内芦荟和芥兰细胞中C3酸含量的变化分别是______、______．若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中C6H12O6含量增加，则可能是由于______（环境因素）造成的．③芦荟气孔开、闭的特点是对环境的适应，推测其生活环境的特点是______．从进化角度看，这种特点的形成是______的结果．

Answer 1

（1）①清水不能维持二氧化碳浓度稳定，由光合作用反应式可知，吸收的二氧化碳量等于释放的氧气量，瓶内气压不变，无需调节．
②由于装置中二氧化碳量能够维持稳定，因此装置中气体量变化为光合作用氧气的净释放量，由此计算净光合速率，净光合速率为（0.6-0.2）×3/h，即1.2/h．
③浓氢氧化钠溶液可以吸收装置中的二氧化碳，因此装置中气体量变化表示有氧呼吸消耗的氧气量．因此据题意，用氧气量表示，呼吸速率为（0.2-0.1）/0.5h．即0.2/h，所以实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=0.2+1.2=1.4 （mL/h）．
（2）①黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是：黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O₂量为：原初溶解氧-24小时后氧含量，即10-3=7（mg/L?24h）．
②当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量=（24-10）+7=21mg/L?24h．
③光照强度为a klx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡．
（3）①由于夜晚时光反应不能进行，暗反应缺少[H]和ATP，不能合成葡萄糖．白天芦荟光合作用利用的CO₂的来源有苹果酸分解和细胞呼吸．
②白天芦荟不利用空气中CO₂进行光合作用，所以环境中CO₂浓度降低对其没有影响，而芥兰白天利用空气中CO₂进行光合作用，所以环境CO₂浓度降低导致C₃含量下降．
③由于白天气孔关闭，可保护植物减少水分散失，其生活环境是炎热干旱环境，这是自然选择的结果．
故答案为：
（1）①不需要        ②1.2（mL/h）     ③1.4（mL/h）
（2）①黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧，生物呼吸消耗氧气      7       ②21      ③a
（3）①ATP、[H]白天芦荟进行光合作用所利用的CO₂一部分来源苹果酸分解
②芦荟基本不变      芥兰上升     温度更接近最适温度或光照增加
③炎热干旱          自然选择