Question

回答下列关于天竺葵光合作用的系列问题．

Ⅰ、光合作用反应如图1，A，B，C，D分别表示物质，X，Y分别表示生理过程．
（1）图1中X发生的场所为

 

Y是

 

，物质D是

 

，物质B的中文名称是

 

．
（2）光合作用中最终的电子供体是

 

．
（3）图示箭头①表明

 

A．该光强下，光合作用强度等于呼吸作用强度
B．该光强下，光合作用强度小于呼吸作用强度
C．该光强下，光合作用强度大于呼吸作用强度
D．该光强下，植物进行了光合作用
Ⅱ、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（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
开始时CO2量（g）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（g）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（4）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，实验变量是

 

，需控制的无关变量是

 

．（至少答两个）
（5）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主题是：

 

．
（6）根据表中实验数据，在坐标图2里标出光照强度为1000Lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时的光合速率，并请注明横坐标所表示的变量和具体数值．
（7）在光照强度为1000Lx，温度为30℃时，12小时每株天竺葵可积累葡萄糖

 

g．（计算结果保留一位小数．相对原子质量C-12，H-1，O-16）．
（8）如果用图3所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中氧气含量的变化．则该装置需要作适当修改，具体修改措施是

 

．

Answer 1

考点：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,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：光合作用反应如图1，分别表示物质A、H₂O，B、还原型辅酶Ⅱ，C、ADP，D、ATP，X表示光反应生理过程，场所是叶绿体的基粒类囊体，Y表示暗反应生理过程，发生在叶绿体的基质中．
Ⅱ：生物实验的原则是控制单一变量；分析表格：表中1、3、5、7对应的数据表明最初给这几个实验组所提供光照强度和CO₂量是相同的，不同的是温度，所以温度是自变量，光照强度、二氧化碳浓度是无关变量．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作用（强度/速率）的影响．在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．在实验过程中，增强光照强度，光反应增强，产生的[H]和ATP增多，还原三碳化合物的量增加，导致生物的有机物和五碳化合物的含量增多．

解答： 解：（1）光合作用的光反应：①光解水，产生氧气．②将光能转变成化学能，产生ATP，为碳反应提供能量．③利用水光解的产物氢离子，合成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），为碳反应提供还原剂NADPH（还原型辅酶Ⅱ）．图1中X光反应发生的场所为基粒类囊体，Y暗反应的卡尔文循环，物质D是ATP，物质B的中文名称是还原型辅酶Ⅱ．
（2）氧化态的放氧复合体从水中获取电子，使水光解．2H₂O→O₂+2（2H⁺）+4e-．
（3）图示箭头①表明，该光强下，植物进行了光合作用．
（4）表中1、3、5、7对应的数据表明：最初给这几个实验组所提供光照强度和CO₂量是相同的，不同的是温度，所以温度是自变量，光照强度、二氧化碳浓度是无关变量．
（5）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作用（强度/速率）的影响．
（6）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，因真光合速率=净光合速率+呼吸速率，所以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，横坐标表示温度，坐标图如图：

（7）光照强度为1000Lx，温度为30℃时，12小时每株天竺葵净消耗的CO₂量是3.1g，根据光合作用的反应式可知植物消耗264g的CO₂能产生180g的葡萄糖，因此消耗的3.1gCO₂量可为天竺葵积累葡萄糖2.1g．
（8）探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中氧气含量的变化．则该装置需要作适当修改，将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液（碳酸氢钠）并设置对照，保证充足的二氧化碳供应，并且使变量唯一．
故答案：
（1）基粒类囊体 卡尔文循环 ATP 还原型辅酶Ⅱ
（2）H₂O
（3）D
（4）温度　  光照强度、二氧化碳浓度
（5）探究温度对植物呼吸作用速率的影响
（6）见右图（四个点正确，横坐标含义正确，不得连线，四个点对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8）

（7）2.1
（8）将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液（碳酸氢钠）并设置对照

点评：本题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，本题结合图表，考查影响光合作用的因素及探究实验，意在考查考生分析表格和处理数据的能力考查学生从材料中获取信息的能力和对知识的理解迁移能力，难度中等；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力．