Question

某小组同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验：将8株各有20个叶片、大小和长势相似的盆栽天竺葵植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化．实验结果统计如表，请分析回答下列问题：

实验编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
开始时CO2量（单位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（单位）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（1）2、4、6、8实验组合研究的目的是

 

，该组合的自变量是

 

．
（2）比较实验4和5不能得出正确的结论，原因是

 

．
（3）由1、3、5、7实验组合的数据可知，在1000LX条件下光合作用的最适温度为

 

．
（4）若突然将第5组中的光照强度改为2000LX（其他条件不变），则该植物叶绿体中ATP的含量变化是

 

，五碳化合物的含量变化是

 

．
（5）若研究光合作用中二氧化碳中碳在植物体内的转移途径，可采取

 

标记法．
（6）该组同学还对光照强度对光合作用强度的影响进行了探究，具体操作如下：
材料器具：带刻度注射器三个，40W台灯三个，状态相同黑藻叶片，适宜浓度的碳酸氢钠溶液，塞子（用于塞注射器接针头部位）3个，软尺
实验步骤：
第一步：取注射器三个分别标为A、B、C，分别加入

 

，然后将注射器内的气体排尽塞上塞子．
第二步：取台灯三个置于同一直线上，保持间距较远，将台灯别标为1、2、3，把A注射器立于1号台灯5cm处，把 B注射器立于2号台灯15cm处，

 

．
第三步：同时打开台灯照射，一段时间后观察并记录注射器的气柱体积．
预期结果与结论：①

 

②

 

（至少写两个）（设注射器A、B、C的气柱体积分别为V_A、V_B、V_C）

Answer 1

考点：细胞呼吸的过程和意义,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,影响光合作用速率的环境因素

专题：

分析：根据题意和图表分析可知：
1、生物实验的原则是控制单一变量，所以在1、3、5、7实验组合中，影响实验的因素即自变量是温度，无关变量是光照强度、二氧化碳浓度等，研究的目的是温度对光合作用强度的影响．
2、序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，由于没有光照，所以研究的目的是温度对植物呼吸作用强度的影响．
3、在实验中测得的二氧化碳减少量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．

解答： 解：（1）2、4、6、8对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸速率的影响．该组合的自变量是温度．
（2）比较实验4和5不能得出正确的结论，原因是它们有两个自变量：温度和光照强度．
（3）由表中实验数据可知：光照强度为1000 Lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时各组天竺葵的呼吸速率分别是0.1、0.4、0.9、0.8，净光合速率分别是12h后各密闭容器减少的CO₂量，依次为0.5、1.5、3.1、3.0，因光合速率=净光合速率+呼吸速率，故四个点对应的光合速率对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8．因此在1000LX条件下光合作用的最适温度为30℃．
（4）若突然将第5组中的光照强度改为2000LX（其他条件不变），光反应增强，产生[H]和ATP的量增加，五碳化合物的合成量增加，而五碳化合物的消耗量不变，则该植物叶绿体中五碳化合物的含量变化是增加．
（5）若研究光合作用中二氧化碳中碳在植物体内的转移途径，可采取同位素标记法，用¹⁴C来标记二氧化碳．
（6）实验步骤：第一步：取注射器三个分别标为A、B、C，分别加入等量的适宜浓度的碳酸氢钠溶液、等量且同样生长良好的黑藻叶片，然后将注射器内的气体排尽塞上塞子．第二步：取台灯三个置于同一直线上，保持间距较远，将台灯别标为1、2、3，把A注射器立于1号台灯5cm处，把 B注射器立于2号台灯15cm处，把C注射器立于3号台灯25cm处．第三步：同时打开台灯照射，一段时间后观察并记录注射器的气柱体积．
预期结果及结论：①若V_A＞V_B＞V_C，说明光照强度影响光合作用强度，且在一定范围内，光合作用强度随光照强度增强而增强．②若V_A=V_B=V_C，说明光照强度对光合作用无影响．
故答案为：
（1）探究温度对呼吸速率的影响            温度
（2）它们有两个自变量
（3）30℃
（4）增加              增加
（5）同位素
（6）第一步：等量的适宜浓度的碳酸氢钠溶液、等量且同样生长良好的黑藻叶片
     第二步：把C注射器立于3号台灯25cm处
预期结果及结论：
    ①若V_A＞V_B＞V_C，说明光照强度影响光合作用强度．在一定范围内，光合作用强度随光照强度增强而增强
    ②若V_A=V_B=V_C，说明光照强度对光合作用无影响

点评：本题难度中等，以探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响为背景，考查影响光合作用的环境因素、对照实验的原则等知识，要求考生能够从材料中获取信息的能力、对知识的理解迁移能力