IGCSE 生物 0610 Paper 4 练习卷：光合作用、植物运输与蒸腾（Extended 理论卷・100 分）

年级：中四至中五（IGCSE Year 10–11）　｜　科目：化学 0620　｜　时限：75 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：31

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Paper	时间	分数	计算机
Paper 4（Extended，结构题）	1 小时 15 分	75	不可用

题目

第 1 题（16 分）　光合作用方程式与叶片结构

(a) 写出光合作用的平衡方程式，并列出两种原料及两种产物。 （3 分）

(b) 指出光合作用进行的胞器名称，并写出吸收光能的色素名称。 （2 分）

(c) 解释光能在光合作用中的角色。 （3 分）

(d) 描述栅状组织与海绵组织在叶片中的位置及分工。 （3 分）

(e) 指出气孔在叶片气体交换中的两项功能。 （2 分）

(f) 解释植物在夜间不能进行光合作用、但仍持续进行呼吸作用的原因。 （3 分）

第 2 题（17 分）　光合作用速率的量度与限制因子

(a) 描述利用水生植物量度光合作用速率的方法。 （3 分）

(b) 解释光源移近时气泡产生速率上升的原因。 （3 分）

(c) 灯泡距离 10 cm 时每分钟有 40 个气泡，20 cm 时有 10 个，40 cm 时有 2.5 个。解释距离由 10 cm 增至 20 cm 时速率的变化。 （4 分）

(d) 解释光强度已经很高时，再提高光强度速率不再上升的原因。 （4 分）

(e) 描述如何证明二氧化碳浓度是光合作用的限制因子。 （3 分）

第 3 题（17 分）　气孔、保卫细胞与显微量度

(a) 目镜为 ×10、物镜为 ×40，量得某气孔影像长 8.0 mm。计算总放大倍数及该气孔的实际长度（以 µm 表示）。 （4 分）

(b) 某视野面积为 0.25 mm²，内有 45 个气孔。计算每 mm² 的气孔数目。 （3 分）

(c) 描述保卫细胞如何控制气孔的开合。 （3 分）

(d) 解释缺水时气孔关闭的原因，以及这对光合作用的影响。 （4 分）

(e) 解释叶片下表皮气孔数目一般多于上表皮的原因。 （3 分）

第 4 题（17 分）　木质部、水柱与矿物离子吸收

(a) 描述木质部导管的结构特征如何适应水分运输。 （3 分）

(b) 解释蒸腾拉力如何把水由根部送到叶片。 （3 分）

(c) 水在木质部由根部上升 2.4 m 需时 8.0 小时。计算平均上升速率，并以 m/h 及 cm/h 表示。 （4 分）

(d) 解释内聚力与附着力在水柱中的作用。 （4 分）

(e) 说明根部如何吸收土壤中的矿物离子。 （3 分）

第 5 题（16 分）　蒸腾、蒸腾计与环境因素

(a) 描述用蒸腾计量度蒸腾速率的方法。 （3 分）

(b) 某枝条在 4.0 小时内散失 12.0 g 水，叶面积为 0.060 m²。计算每小时的失水量及每 m² 每小时的失水量。 （3 分）

(c) 解释风会加快蒸腾速率的原因。 （3 分）

(d) 解释空气湿度上升会减慢蒸腾速率的原因。 （4 分）

(e) 解释叶片表面有角质层，但仍然会散失水分的原因。 （3 分）

第 6 题（17 分）　光合作用、蒸腾与农业应用

(a) 某植物每小时吸收 0.48 g 二氧化碳。计算每小时吸收的二氧化碳摩尔数，以及同时产生的氧气质量。（CO2 的相对分子质量 = 44，O2 的相对分子质量 = 32） （4 分）

(b) 解释温室在夜间加热并补光的两个目的。 （3 分）

(c) 某植物在 25 °C 时蒸腾速率为 2.4 g/h，在 35 °C 时为 4.8 g/h。计算速率倍数，并解释差异及可能出现的风险。 （4 分）

(d) 解释晴天中午时光合作用速率可能下降的原因。 （3 分）

(e) 解释为何在强光下植物仍可能生长不良。 （3 分）

答案及评分准则

第 1 题　光合作用方程式与叶片结构

(a) 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2（1 分）；原料为二氧化碳与水（1 分）；产物为葡萄糖与氧气（1 分）。 ［3 分］

(b) 叶绿体（1 分）；叶绿素（1 分）。 ［2 分］

(c) 叶绿素吸收光能并把它转换为化学能（1 分）；化学能用于把水分解并释出氧气（1 分）；能量最终储存在葡萄糖分子的化学键中（1 分）。 ［3 分］

(d) 栅状组织位于上表皮之下，细胞排列紧密并含大量叶绿体（1 分）；栅状组织是光合作用的主要场所（1 分）；海绵组织位于下方，胞间空隙大，有利气体扩散（1 分）。 ［3 分］

(e) 让二氧化碳扩散进入叶片（1 分）；让氧气与水蒸气扩散离开叶片（1 分）。 ［2 分］

(f) 夜间没有光能供应（1 分）；叶绿素无法进行光反应，光合作用停止（1 分）；呼吸作用不需要光能，因此日夜持续进行（1 分）。 ［3 分］

第 2 题　光合作用速率的量度与限制因子

(a) 把金鱼藻放入盛有碳酸氢钠溶液的量筒（1 分）；以灯泡在固定距离照射（1 分）；计算每分钟产生的气泡数目作为速率指标（1 分）。 ［3 分］

(b) 光源移近令光强度增加（1 分）；叶绿素吸收更多光能（1 分）；光反应加快，氧气产生增加，所以气泡数目上升（1 分）。 ［3 分］

(c) 距离加倍（1 分）；光强度与距离的平方成反比，所以光强度降为原来的四分之一（1 分）；速率由每分钟 40 个降至 10 个（1 分）；跌幅与光强度的比例一致（1 分）。 ［4 分］

(d) 此时光强度不再是限制因子（1 分）；二氧化碳浓度或温度成为限制因子（1 分）；光反应产物已充足，但暗反应受二氧化碳浓度限制（1 分）；因此速率维持平稳（1 分）。 ［4 分］

(e) 把植物放在高光强度下（1 分）；逐步提高二氧化碳浓度并量度速率（1 分）；若速率随二氧化碳浓度上升，即可证明它是限制因子（1 分）。 ［3 分］

第 3 题　气孔、保卫细胞与显微量度

(a) 总放大倍数 = 10 × 40 = 400（1 分）；实际长度 = 8.0 mm ÷ 400（1 分）；= 0.020 mm（1 分）；= 20 µm（1 分）。 ［4 分］

(b) 密度 = 45 ÷ 0.25（2 分）；= 180 个／mm²（1 分）。 ［3 分］

(c) 保卫细胞吸水后膨胀并变得坚挺（1 分）；保卫细胞外壁较薄，细胞向外弯曲（1 分）；两侧细胞分开令气孔打开，细胞失水变软时气孔关闭（1 分）。 ［3 分］

(d) 缺水时保卫细胞失去水分，气孔关闭（1 分）；这可减少水蒸气散失以保存水分（1 分）；气孔关闭令二氧化碳进入减少（1 分）；二氧化碳不足令光合作用速率下降（1 分）。 ［4 分］

(e) 下表皮受阳光直接照射较少（1 分）；温度较低，水分散失较慢（1 分）；在减少水分散失的同时仍可进行气体交换（1 分）。 ［3 分］

第 4 题　木质部、水柱与矿物离子吸收

(a) 细胞已死亡，形成中空管道（1 分）；细胞壁含木质素，坚硬并防止管道塌陷（1 分）；细胞首尾相连成连续管道，减低水流阻力（1 分）。 ［3 分］

(b) 叶片气孔蒸腾令叶肉细胞水势下降（1 分）；水由木质部进入叶肉细胞，产生向上的拉力（1 分）；拉力沿连续水柱传到根部，把水向上拉（1 分）。 ［3 分］

(c) 速率 = 2.4 ÷ 8.0（1 分）；= 0.30 m/h（1 分）；= 30 cm/h（1 分）；这是平均速率，实际速率会随蒸腾强弱而变化（1 分）。 ［4 分］

(d) 水分子之间的内聚力令水柱不易断裂（1 分）；水分子与木质素管壁之间的附着力令水贴住管壁（1 分）；附着力减少水柱下滑（1 分）；两种力配合蒸腾拉力，维持连续水柱（1 分）。 ［4 分］

(e) 土壤中矿物离子的浓度一般低于根毛细胞内（1 分）；因此需以主动运输逆浓度梯度吸收，并消耗能量（1 分）；能量来自根细胞的呼吸作用（1 分）。 ［3 分］

第 5 题　蒸腾、蒸腾计与环境因素

(a) 把带叶枝条插入注满水的蒸腾计，并确保装置不漏气（1 分）；记录一段时间内毛细管内水柱移动的距离（1 分）；以单位时间的移动距离计算蒸腾速率（1 分）。 ［3 分］

(b) 每小时失水 = 12.0 ÷ 4.0 = 3.0 g（1 分）；每 m² 每小时 = 3.0 ÷ 0.060（1 分）；= 50 g（1 分）。 ［3 分］

(c) 风把叶片周围潮湿的空气吹走（1 分）；令叶片内外的水蒸气浓度差增大（1 分）；扩散速率上升，蒸腾加快（1 分）。 ［3 分］

(d) 空气中的水蒸气浓度增加（1 分）；叶片内外的水蒸气浓度差减少（1 分）；扩散速率取决于浓度差（1 分）；浓度差减少令蒸腾减慢（1 分）。 ［4 分］

(e) 角质层只能减少水分散失，不能完全阻止（1 分）；气孔必须张开以进行气体交换（1 分）；水分仍可经气孔以蒸腾形式散失（1 分）。 ［3 分］

第 6 题　光合作用、蒸腾与农业应用

(a) 摩尔数 = 0.48 ÷ 44 = 0.0109 mol（1 分）；二氧化碳与氧气的摩尔比为 1:1（1 分）；氧气摩尔数 = 0.0109 mol（1 分）；质量 = 0.0109 × 32 = 0.349 g（1 分）。 ［4 分］

(b) 补光令光合作用可以继续进行（1 分）；加热令酶维持在接近最适温度，生化反应较快（1 分）；同时避免夜间低温影响生长与开花（1 分）。 ［3 分］

(c) 倍数 = 4.8 ÷ 2.4 = 2 倍（1 分）；温度上升令水分子动能及扩散速率增加（1 分）；保卫细胞可能失水过多而令气孔关闭（1 分）；气孔关闭令二氧化碳进入减少，光合作用速率下降（1 分）。 ［4 分］

(d) 中午气温高，蒸腾强烈（1 分）；植物失水过多令气孔关闭（1 分）；二氧化碳进入减少，光合作用速率下降（1 分）。 ［3 分］

(e) 光合作用同时受其他限制因子影响，例如二氧化碳浓度、温度或矿物离子供应（2 分）；光能过剩亦可能破坏叶绿素（1 分）。 ［3 分］

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