Question

自然界的蒲公英有两种类型：一种蒲公英叶片大、多数是全缘（叶边缘完整）；另一种蒲公英叶片小、叶缘缺刻大、呈锯齿状。蒲公英叶片的大小和形状会受其生存环境的影响。叶大全缘的蒲公英其光合能力较强，但易倒伏；叶小缺刻的蒲公英虽光合作用弱但可抗倒伏。

（1）某校生物小组做了一个实验：在野外选取一株生长良好的蒲公英，将其根刨出来，在同一直根上切取相似的两段，这两段的基因型____________（不同、部分相同、相同）。把这两段根放在潮湿沙土中催芽后，移栽到装有沃土的花盆甲、乙中，甲盆放在向阳无风处，乙盆放在蔽阴有风处，请预测甲盆叶形是______________。

（2）将其中一种蒲公英放入图装置，

 

探究其光合作用速率。当装置中CO₂浓度降低时，碳酸氢钠溶液可分解补充，但装置中CO₂浓度升高时，碳酸氢钠溶液不能吸收。将该装置放在20℃、一定光照的环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题：

①以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的净光合作用速率是___mL/h。

②用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率低，原因是________。

③某同学想探究影响光合作用的因素有哪些，他重新设计了A、B两个相同的装置。其中A装置实验时是在原实验的基础上只增强了光照强度，重复上述实验，结果针筒的容量仍维持在0.6mL读数处。而B实验装置只提升温度至30℃，重复上述实验，发现针筒容量需要调至0.8mL读数才能使水滴维持在X的位置上。通过这两个实验说明原实验中________；________。

④若想知道该植株的实际光合作用速率，则还需测定出该植株的呼吸作用速率（不考虑无氧呼吸）。若仍用该装置来进行操作，则需作哪两方面的改进？_________；_______。

Answer

相同 叶大全缘 0.8 植物同时进行呼吸作用，消耗了氧气 光照强度已达到光饱和点 温度还没有达到最适宜的温度（从20--30℃的过程中，随着温度的升高，光合作用强度不断升高） 将装置中的碳酸氢钠换成氢氧化钠 实验时置于暗处进行

【解析】试题分析：影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等，其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等；光照强度主要影响光反应，CO2的含量和温度主要影响暗反应，色素的数量主要影响光反应，五碳化合物的含量主要影响暗反应中二氧化碳的固定。

（1）由于蒲公英植株上的所有细胞来自于同一个受精卵，所以同一直根上不同段的细胞的基因型是相同的；由题意可知，蒲公英叶片的大小和形状会受其生存环境的影响。叶大全缘的蒲公英其光合能力较强，但易倒伏；叶小缺刻的蒲公英虽光合作用弱但可抗倒伏，由于甲盆放在向阳无风处，光照充足，光合作用强，故表现型为叶大全缘。

（2）①30分钟内，针筒的读数由0.2 mL变为0.6mL，说明产生了0.4mL的氧气，因此，植物的净光合速率是0.8 mL/h。

②由于植物在进行光合作用的同时，也进行呼吸作用，消耗了部分氧气，所以测量提出的光合作用速率，比实际的光合速率为低。

③A装置实验时是在原实验的基础上只增强了光照强度，重复上述实验，结果针筒的容量仍维持在0.6mL读数处，说明光照强度已达到光饱和点，B实验装置只提升温度至30℃，重复上述实验，发现针筒容量需要调至0.8mL读数才能使水滴维持在X的位置上，说明温度还没有达到光合作用的最适温度，因而放出等多的氧气，使装置压强增大，而必须使针筒容量需要调至0.8mL读数才能使水滴维持在X的位置。

④用该装置验证CO2是植物进行光合作用的必要原料需要将装置内的二氧化碳除掉作为对照，可以将碳酸氢钠溶液换成氢氧化钠溶液吸收装置内的二氧化碳，同时植物的呼吸作用也会影响瓶内氧气的体积变化，即使其中氧气减少，用该方法测得的光合作用速率比实际光合速率低，在无光环境中，绿色植物只能进行呼吸作用，对玻璃瓶进行遮光处理，根据瓶内氧气体积的变化可测得呼吸速率。