解题思路:净光合作用(表现光合作用)=实际光合作用-呼吸作用,所以要测定实际光合作用量要先测定呼吸作用.呼吸作用过程消耗氧气释放二氧化碳,所以氧气和二氧化碳量的变化都可以作为衡量呼吸强度的指标.根据题干中的装置图可以知道,该实验是以耗氧量作为衡量指标的.所以实验过程中就要用NaOH吸收二氧化碳以测定耗氧量.而测定呼吸强度要避免光合作用,所以要在黑暗中进行,即要做遮光处理.测定出呼吸强度后测定表观光合作用.光合作用消耗二氧化碳释放氧气,所以实验中要有提供二氧化碳的装置,即在D中盛有碳酸氢钠.通过测定氧气的释放量来测定表观光合作用.最后根据上面的公式可计算实际光合作用量.
一般在曲线中光补偿点时,光合作用吸收的二氧化碳和呼吸作用释放的二氧化碳量相等,表示此时的光合速率等于呼吸速率.甲图中,光照下二氧化碳的吸收量为光合作用二氧化碳的净吸收量,该值表示的净光合作用量.
Ⅰ(1)要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度,在测呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下,使植物只进行呼吸作用.用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO2,植物呼吸作用消耗一定量O2,释放等量CO2,而CO2被NaOH溶液吸收,根据玻璃钟罩内氧气体积的减少量即可测呼吸作用强度.
(2)净光合作用强度的测试实验要满足光合作用的条件:充足的光照、一定浓度的CO2(由NaHCO3溶液提供),光合作用过程中消耗一定量CO2,释放等量O2,而CO2由NaHCO3溶液提供,因此,玻璃钟罩内气体体积的变化只受O2释放量的影响,而不受CO2气体减少量的影响.
(3)根据以上装置可得,在测定呼吸作用速率时,装置中气体量主要是氧气的消耗,因此甲装置中液滴左移;在测定净光合速率时,由于二氧化碳维持相对稳定,气体变化主要是光合作用氧气的净释放,因此液滴右移.
Ⅱ.对照装置乙中红墨水滴右移是环境因素(如温度变化等)对实验影响的结果,实验装置甲同样也受环境因素的影响,因此,植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃钟罩内氧气体积的改变量,即1.5+0.5=2(g/半小时);根据净光合作用的测定值是4.5-0.5=4(g/半小时),白天光照15小时的净光合作用量是(4×2)×15=120(g),一昼夜葡萄糖的积累量是15小时光合作用实际量减去24小时呼吸作用消耗量,等同于15小时的净光合作用量减去9小时的呼吸作用消耗量,即8×15-4×9=84(g).
III.正常进行光合作用的叶片,二氧化碳用于暗反应中二氧化碳的固定,若突然停止供给CO2,暗反应中三碳化合物将减少,消耗的NADPH([H])也减少;而此时光反应仍在进行,因此NADPH([H])会逐渐增多.
IV.A、甲图中a点的含义是二氧化碳的吸收量等于释放量,表示净光合作用速率等于呼吸作用速率,此时光合作用速率大于呼吸作用速率,A错误;
B、乙图中a点后二氧化碳的含量降低,说明光合作用速率大于呼吸作用速率,故a点含义是光合作用速率等于光合作用速率,B正确;
C、丙图根据图中的曲线的含义可知,a点代表光合作用速率等于呼吸作用速率,C正确;
D、丁图中,a点二氧化碳的吸收量为0,说明此时的光合作用速率等于呼吸作用速率,D正确.
故答案为:
Ⅰ(1)①NaOH溶液 ②遮光
(2)①NaHCO3溶液,(装置乙作对照) ②光照充足、温度相同的环境中
(3)左 右
Ⅱ、4 84
III、见图
IV、A
点评:
本题考点: 细胞呼吸的过程和意义;影响光合作用速率的环境因素.
考点点评: 本题难度适中,主要考查环境因素影响光合作用强度以及光合作用和呼吸作用的关系,要求考生具有较强的曲线分析能力,从题中获取信息的能力,在分析图解时关键找到二氧化碳净释放为0的点.