Question

某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：用8株有20片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，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。实验结果统计如下表，请分析回答下列问题：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（单位）	2000	0	2000	0	2000	0	2000	0
开始时CO2量 （单位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
1ｈ后CO2量 （单位）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（1）序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，影响实验的因素是_ 　  _，该因素主要通过影响       的活性来影响光合速率，需要控制的影响实验因素是_         _      .

（2）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的课题是

                                                      _。　

（3）序号1、3、5、7在实验前后二氧化碳含量的变化值的含义是         　　       。

（4）若将第3组中的光照强度改为4000单位(温度改为10℃，其他条件不变)，则序号1、2、3可构成另一个相对独立的实验组合，该实验组合的实验变量是         。该因素主要影响光合作用中         阶段，此时内部限制因素最可能是              。　

（5）绿色植物光合作用的影响因素是多方面的，除了外界因素外，还有内部因素。若右图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。

 

请据图回答：

①作用光谱与叶绿素a吸收光谱曲线不吻合，其原因是        。

②若以新鲜绿叶为材料提取叶绿体中的色素，需要使用的化学药品是        。

③植物进行光合作用时，下列哪些物质的变化趋势与作用光谱基本一致?

A．叶绿体O₂的释放量    B．C₃的总量   C．C₅的总量    D．有机物的生成量

④在大田生产中，若要合理利用光能，直接有效的措施有          （要求写出两种以上的具体方法）。

（6 ）根据表中实验数据，在坐标图里绘制出不同实验条件（表中所示实验条件）下该植物的呼吸作用速率变化曲线图和真实光合作用速率变化曲线图（请在横坐标上注明所表示的变量和具体数值）。

Answer 1

（1）温度    光合作用酶   光照强度、二氧化碳浓度等（2）温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响（3）净光合作用所消耗的二氧化碳量（其他合理的答案也给分）（4）光照强度    光反应   叶绿体中色素的含量（5）①参与光合作用的色素除叶绿素a外，还有叶绿素b等其他色素，作用光谱反映的是这些光合作用色素共同作用的结果②丙酮、CaCO₃、SiO₂③AD④合理密植、间作、套种（其他合理的答案也给分）（6）如图所示（3分）横坐标1分，一个曲线1分。

解析:

本题以实验为背景，以图表为载体，考查光合作用的过程、影响因素及实验设计、分析能力，属于考纲综合运用层次。据表中各组的实验条件可知：1、3、5、7四组实验条件的唯一差别是温度，因此可用来探究温度对光合作用的影响，温度主要通过影响酶的活性来影响光合速率；由于细胞同时进行细胞呼吸，因此此时所测得的CO₂含量变化为植物消耗的二氧化碳量，即净光合作用量。实验要遵循“单一变量原则”，因此需要控制光照强度、二氧化碳浓度等的影响光合作用强度的其他因素相同且适宜。2、4、6、8四组实验的相同条件是无光照，不同的实验条件是温度，在此条件下植物只进行细胞呼吸，可探究温度对植物呼吸作用强度的影响。若将第3组中的光照强度改为4000单位(温度改为10℃，其他条件不变)，则1、2、3三组实验条件的唯一变量是光照强度，该因素直接影响光反应阶段，限制植物利用光能的内部因素最可能是色素的数量。

据第（5）题图中曲线含义可知：作用光谱与叶绿素a吸收光谱曲线不吻合，这是因为参与光合作用的色素除叶绿素a外，还有叶绿素b等其他色素，作用光谱反映的是这些光合作用色素共同作用的结果，而且不同色素吸收光的能力不同，所以两曲线不重合。光照强度通过影响光合作用的光反应阶段而最终影响总光合作用强度，因此O₂的释放量和有机物的生成量的变化曲线应与作用光谱基本一致。

根据表中数据可直接得出呼吸速率和净光合速率，可进一步求出实际光合作用速率，通过描点连线画出曲线即可。