Question

【題目】某同學探究綠色植物光合作用與呼吸作用的關系，設置如下圖實驗裝置。裝置中的CO2緩沖液可維持瓶內二氧化碳濃度（該裝置放在20℃環境中）。實驗開始時，針筒的讀數是0.4mL，毛細管內的水滴在位置X。回答下列問題:

（1）20分鐘后，針筒的容量需要調至0.8mL的讀數，才能使水滴仍維持在X的位置。若以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是_________mL/h。

（2）若將該裝置置于黑暗處且將X小燒杯二氧化碳緩沖液換成蒸餾水，其他條件不變，20分鐘后，針筒的容量需要調至0.8mL才能使毛細管內的水滴在位置X，那么該植物呼吸方式為 _________。

（3）如果在（1）小題實驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍需維持在0.8mL讀數處，才能使水滴在X位置。在另一相同實驗裝置中，若只將溫度提升至30℃，針筒容量需要調至 1.OmL讀數，才能使水滴維持在X的位置上。比較兩個實驗可以得出的結論是__________________。

（4）若在（1）小題實驗中該學生20分鐘后觀察到毛細管內的水滴仍在X位置，那么該植物葉肉細胞光合作用速率_________（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸速率，原因是__________________。

Answer 1

【答案】 1.2 有氧呼吸和無氧呼吸 在上述條件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而溫度才是限制光合作用速率的主要因素 大于 該植物體實際光合作用等于呼吸作用，但綠色植物非綠色部分只進行呼吸作用，所以葉肉細胞的光合作用大于呼吸作用

【解析】試題分析：本實驗裝置中的CO2緩沖液可維持瓶內的二氧化碳濃度，因此實驗裝置測的氣體變化量表示氧氣量。此值為表觀光合速率（即凈光合速率）。真正的光合作用強度=表觀光合作用強度+呼吸作用強度。影響光合作用的環境因素有：光照強度、溫度、二氧化碳濃度等。

（1）實驗開始時，針筒的讀數是0.4mL，毛細管內的水滴在位置X，20分鐘后，針筒的容量需要調至0.8mL的讀數，才能使水滴仍維持在X的位置，說明凈光合作用是（0.8-0.4）×3mL/h=1.2 mL/h。

（2）若將該裝置置于黑暗處且將X小燒杯二氧化碳緩沖液換成蒸餾水，其他條件不變，則該裝置液滴移動是呼吸作用過程中吸收的氧氣和釋放的二氧化碳的量的差值導致的。20分鐘后，針筒的容量需要調至0.8mL才能使毛細管內的水滴在位置X，說明釋放的二氧化碳多于吸收的氧氣，故該植物呼吸方式為有氧呼吸和無氧呼吸。

（3）如果在（1）小題實驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍需維持在0.8mL讀數處，才能使水滴在X位置。說明增加光照強度并沒有改變光合作用強度，即光照不是限制光合作用速率的主要因素；在另一相同實驗裝置中，若只將溫度提升至30℃，針筒容量需要調至 1.0mL讀數，才能使水滴維持在X的位置上，說明溫度升高，凈光合速率有增加，溫度才是限制光合作用的主要因素。

（4）若在（1）小題實驗中該學生20分鐘后觀蔡到毛細管內的水滴仍在X位置，則反應前后氣體壓強不變，即該植物葉肉細胞光合作用速率等于植物體所有體細胞的呼吸速率，所有體細胞包括了綠色植物非綠色部分，它們只進行呼吸作用，因此該植物葉肉細胞光合作用速率大于葉肉細胞的呼吸速率。