Question

8．下面是在25℃时对某植物进行的不同的探究实验．图甲所示为不同环境条件对光合作用强度的影响，图乙所示为探究该植物叶片在一定的光照下，不同浓度的NaHCO₃溶液对光合作用速率的影响，实验中对圆叶片进行抽气处理直至完全沉入水底，再将这些叶片放入不同浓度的NaHCO₃溶液中（假设NaHCO₃溶液不影响细胞呼吸作用），结果如图丙．请据图分析回答下列问题．

（1）图甲中，与C点相比，A点条件下限制光合作用强度的因素是光照强度．由图中数据可知，在光照强度为800μmol•mˉ²•sˉ¹和土壤含水量为40%～60%条件下施肥效果最佳．若将该植物从B点所处的光照强度突然增加至D点所处的光照强度，短时间内叶绿体中ATP和C₃含量的变化趋势分别是增加、降低．
（2）图丙中ab段，随NaHCO₃溶液浓度升高，光合速率增大（填“增大”或“减小”）．
（3）若该植物叶肉细胞光合作用产生的氧气用于相邻细胞的呼吸作用时，则氧气至少需穿过6层磷脂双分子层．
（4）图乙探究实验的全过程中，除了必须控制好自变量--NaHCO₃的浓度，还需要保持无关变量相同且适宜，才能使实验结果具有价值．

Answer 1

分析 观察曲线图甲可以发现，该实验中具有三个影响光合作用的因素：光照强度、无机盐和含水量．在光照强度增强、含水量增加、施肥后植物的光合作用强度均增加．并且施肥的玉米在土壤含水量为40%以上时光合作用强度明显增强．
图乙表示探究二氧化碳浓度对光合作用速率的影响，由图示曲线可以看出：该实验的自变量为二氧化碳（NaHCO₃溶液可提供二氧化碳）的浓度，因变量为上浮至液面的时间（可用于衡量氧气的产生速率的指标，即光合作用强度的指标）．

解答 解析：（1）图甲中，C点和A点土壤含水量相同，与C点相比，限制A点光合作用强度的主要因素是光照强度．根据实验结果，在光照强度为800μmol•mˉ²•sˉ¹和土壤含水量为40%～60%条件下施肥效果最佳．从B点光照强度到D点光照强度，光照强度突然增大，短时间内叶绿体内ATP的合成速率增加，C₃的还原速率也增加，而CO₂的固定正常进行，故ATP含量增加，C₃含量降低．
（2）图丙中ab段，随NaHCO₃浓度升高，叶片上浮至液面的时间逐渐减少，说明光合速率逐渐增大．
（3）叶绿体和线粒体都具有两层生物膜，细胞膜为单层生物膜，而磷脂双分子层是生物膜的基本骨架，所以叶绿体光合作用产生的氧气进入相邻细胞被呼吸作用利用，至少需穿过6层磷脂双分子层．
（4）图乙探究实验的自变量是NaHCO₃的浓度，实验中除了设置好单一变量，还需要控制好无关变量，如叶片的数量、生理状态、光照强度等，才能使实验结果具有价值．
故答案为：
（1）光照强度   光照强度为800μmol•mˉ²•sˉ¹和土壤含水量为40%～60%  增加、降低   
（2）增大   
（3）6   
（4）NaHCO₃的浓度   保持无关变量相同且适宜

点评 本题以曲线和实验为载体，考查了影响光合作用的环境因素等知识，要求考生能够利用单一变量的原则分析曲线图甲，掌握不同环境因素对光合作用过程中各种物质变化的影响；通过实验的分析掌握实验的自变量、因变量和无关变量，明确探究实验需要遵循单一变量和对照性原则．