Question

【題目】如圖是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖。該裝置放在20℃環境中，實驗開始時，針筒的讀數是0．2mL，毛細管內的水滴在位置X，30分鐘后，針筒的容量需要調至0．6mL的讀數，才能使水滴仍維持在X的位置。據此回答下列問題：

（1）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）與植物的實際光合速率相比，用上述裝置所測得的光合作用速率數值_________（填“偏高”、“偏低”或“相同”），原因是___________________________。

（3）若在該植物的葉片上涂上一層凡士林，光合作用的速率會大幅度下降；這一做法主要限制了光合作用的_________反應階段。

（4）如果在原實驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍維持在0．6mL讀數處。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0．8ml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什么結論? ___________________________。

（5）利用無水乙醇提取該植物葉片中色素，經過層析，在濾紙上可出現黃綠色、藍綠色、黃色，橙黃色的色素帶，這些色素依次是___________，它們分布在葉綠體__________________。

Answer 1

【答案】0．8 偏低 植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣 暗 在這兩個實驗中，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（或答：在光照充足的條件下，提高溫度可提高光合作用速率） 葉綠素b、葉綠素a、葉黃素胡蘿卜素 類囊體薄膜（或基粒）

【解析】

綠葉中色素分離的結果為：在濾紙條上將分離出四條色素帶，顏色從上往下分別是橙黃色、黃色、藍綠色和黃綠色，四種色素分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。這些色素分布在葉綠體的類囊體的薄膜上。

影響光合作用的環境因素。
1.溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當溫度低于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而加強，當溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱。
2.二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強。當二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。
3.光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度的增加而增強。當光照強度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。
總光合速率=凈光合速率+呼吸速率

（1） 在光照條件下，植物進行光合作用，不斷的從外界吸收的CO2由于緩沖液補充，故密閉容器中的CO2濃度的穩定，此時光合作用釋 放出O2導致密閉裝置內氣體壓強增大，也就是說，密閉容器中的氣壓變化是因為氧氣引起的，故可知題中針筒中單位時間內O2氣體容量的增加就代表光合速率的大小。針筒的起始讀數是0.2 mL ，30分鐘后終點讀數為0.6 mL，則該植物的表觀光合作用速率是（0.6-0.2）×60/2=0.8 mL/h。
（2）植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣，用這一方法測定的是光合作用凈產氧量，即凈產氧量=總產氧量-呼吸耗氧量，故凈光合速率低于真正的光合速率。

（3）凡士林能封閉氣孔，阻止葉片的CO2供應，從而影響到CO2的固定，C3生成受阻，C3還原也降低，暗反應速率降低。

（4）由題意可知，光照強度已處于光飽和點，因此不能成為限制光合速率的因素，而實驗環境溫度為20℃，酶活性未達到最高，因此可通過適當提高溫度來加快光合速率。

（5）因為色素能夠溶解在無水乙醇中，故可用無水乙醇提取劑，葉片中的色素，經過層析，在濾紙上可出現黃綠色、藍綠色、黃色，橙黃色的色素帶，這些色素依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素胡蘿卜素，它們分布在葉綠體類囊體薄膜（或基粒）上。