Question

如图是研究绿色植物光合作用和细胞呼吸速率的实验装置图。实验开始时,针筒的读数为0.3 mL,毛细管内水滴的位置为0 cm,请回答下列相关问题:

(1)在光下,该植物的叶肉细胞中进行能量转换的细胞器有                            。

(2)若想测定细胞呼吸速率,应将该装置置于                条件下。培养20 min后,要使水滴维持在0 cm处,需要将针筒容量调至0.1 mL,则该植物的细胞呼吸速率为          mL/h。

(3)若想测定该植物的总光合速率,需要设置以下4套实验装置:

装置1:绿色植物、4 mL碳酸氢钠溶液、针筒读数0.3 mL、水滴数值0cm、             。

装置2:绿色植物、                          、针筒读数0.3 mL、水滴数值0 cm、光照。

装置3:死亡的绿色植物、4 mL碳酸氢钠溶液、针筒读数0.3 mL、水滴数值0 cm、黑暗(遮光)。

装置4:                   、4 mL碳酸氢钠溶液、针筒读数0.3 mL、水滴数值0 cm、光照。

①请完善上述装置的内容。

②设置装置3和装置4的目的是排除                                                。

③20min后,为了维持4套装置水滴位置不变,针筒的读数依次为:0.3 mL、0.9 mL、0.4 mL、0.5 mL,则该植物的总光合速率=            mL/h。

Answer

（1）线粒体和叶绿体

（2）黑暗 0.6

（3）①黑暗(遮光) 4 mL碳酸氢钠溶液 死亡的绿色植物

②排除环境因素对实验结果的干扰

③1.5

【解析】（1）在光下,该植物的叶肉细胞可以同时进行光合作用和呼吸作用，所以能够进行能量转换的细胞器有线粒体和叶绿体。

（2）若想测定细胞呼吸速率,应该排除光合作用的干扰，所以应将该装置置于黑暗条件下进行实验。若以每小时释放出的氧气量来代表光合作用速率，上小题中添加的装置在20分钟后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，水滴仍维持在0cm的位置，说明呼吸作用强度时（0.3-0.1）×（60、20）=0.6mL/h。

（3）①根据实验的单一变量原则，若想测定该植物的总光合速率,需要设置以下4套实验装置:

装置1:绿色植物、4 mL碳酸氢钠溶液、针筒读数0.3 mL、水滴数值0cm、黑暗(遮光)。

装置2:绿色植物、4 mL碳酸氢钠溶液、针筒读数0.3 mL、水滴数值0 cm、光照。

装置3:死亡的绿色植物、4 mL碳酸氢钠溶液、针筒读数0.3 mL、水滴数值0 cm、黑暗(遮光)。

装置4:死亡的绿色植物、4 mL碳酸氢钠溶液、针筒读数0.3 mL、水滴数值0 cm、光照。

②设置装置3和装置4的目的是排除环境因素对实验结果的干扰。

③根据题干信息分析，植物的总光合速率=（0.3+0.9+0.4+0.5）/5*3+0.6=1.5mL/h。

【考点定位】光合作用与细胞呼吸

【名师点睛】本实验装置中的碳酸氢钠溶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。