Question

某小組同學為了探究不同條件對植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響，做了如下實驗：將8株各有20個葉片、大小和長勢相似的盆栽天竺葵植株，分別放在密閉的玻璃容器中，在不同實驗條件下，利用傳感器定時測定密閉容器中二氧化碳含量的變化．實驗結果統(tǒng)計如表，請分析回答下列問題：

實驗編號	1	2	3	4	5	6	7	8
溫度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照強度（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
開始時CO2量（單位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（單位）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（1）2、4、6、8實驗組合研究的目的是

 

，該組合的自變量是

 

．
（2）比較實驗4和5不能得出正確的結論，原因是

 

．
（3）由1、3、5、7實驗組合的數據可知，在1000LX條件下光合作用的最適溫度為

 

．
（4）若突然將第5組中的光照強度改為2000LX（其他條件不變），則該植物葉綠體中ATP的含量變化是

 

，五碳化合物的含量變化是

 

．
（5）若研究光合作用中二氧化碳中碳在植物體內的轉移途徑，可采取

 

標記法．
（6）該組同學還對光照強度對光合作用強度的影響進行了探究，具體操作如下：
材料器具：帶刻度注射器三個，40W臺燈三個，狀態(tài)相同黑藻葉片，適宜濃度的碳酸氫鈉溶液，塞子（用于塞注射器接針頭部位）3個，軟尺
實驗步驟：
第一步：取注射器三個分別標為A、B、C，分別加入

 

，然后將注射器內的氣體排盡塞上塞子．
第二步：取臺燈三個置于同一直線上，保持間距較遠，將臺燈別標為1、2、3，把A注射器立于1號臺燈5cm處，把 B注射器立于2號臺燈15cm處，

 

．
第三步：同時打開臺燈照射，一段時間后觀察并記錄注射器的氣柱體積．
預期結果與結論：①

 

②

 

（至少寫兩個）（設注射器A、B、C的氣柱體積分別為V_A、V_B、V_C）

Answer 1

考點：細胞呼吸的過程和意義,光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：根據題意和圖表分析可知：
1、生物實驗的原則是控制單一變量，所以在1、3、5、7實驗組合中，影響實驗的因素即自變量是溫度，無關變量是光照強度、二氧化碳濃度等，研究的目的是溫度對光合作用強度的影響．
2、序號2、4、6、8可構成另一個相對獨立的實驗組合，由于沒有光照，所以研究的目的是溫度對植物呼吸作用強度的影響．
3、在實驗中測得的二氧化碳減少量是凈光合作用量，等于植物實際光合作用量-細胞呼吸量．

解答： 解：（1）2、4、6、8對應的數據表明：這幾個實驗組都在無光照的條件下進行，設置10℃、20℃、30℃和40℃的溫度差可探究溫度對植物呼吸速率的影響．該組合的自變量是溫度．
（2）比較實驗4和5不能得出正確的結論，原因是它們有兩個自變量：溫度和光照強度．
（3）由表中實驗數據可知：光照強度為1000 Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時各組天竺葵的呼吸速率分別是0.1、0.4、0.9、0.8，凈光合速率分別是12h后各密閉容器減少的CO₂量，依次為0.5、1.5、3.1、3.0，因光合速率=凈光合速率+呼吸速率，故四個點對應的光合速率對應的數值依次為0.6、1.9、4.0、3.8．因此在1000LX條件下光合作用的最適溫度為30℃．
（4）若突然將第5組中的光照強度改為2000LX（其他條件不變），光反應增強，產生[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變，則該植物葉綠體中五碳化合物的含量變化是增加．
（5）若研究光合作用中二氧化碳中碳在植物體內的轉移途徑，可采取同位素標記法，用¹⁴C來標記二氧化碳．
（6）實驗步驟：第一步：取注射器三個分別標為A、B、C，分別加入等量的適宜濃度的碳酸氫鈉溶液、等量且同樣生長良好的黑藻葉片，然后將注射器內的氣體排盡塞上塞子．第二步：取臺燈三個置于同一直線上，保持間距較遠，將臺燈別標為1、2、3，把A注射器立于1號臺燈5cm處，把 B注射器立于2號臺燈15cm處，把C注射器立于3號臺燈25cm處．第三步：同時打開臺燈照射，一段時間后觀察并記錄注射器的氣柱體積．
預期結果及結論：①若V_A＞V_B＞V_C，說明光照強度影響光合作用強度，且在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度增強而增強．②若V_A=V_B=V_C，說明光照強度對光合作用無影響．
故答案為：
（1）探究溫度對呼吸速率的影響            溫度
（2）它們有兩個自變量
（3）30℃
（4）增加              增加
（5）同位素
（6）第一步：等量的適宜濃度的碳酸氫鈉溶液、等量且同樣生長良好的黑藻葉片
     第二步：把C注射器立于3號臺燈25cm處
預期結果及結論：
    ①若V_A＞V_B＞V_C，說明光照強度影響光合作用強度．在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度增強而增強
    ②若V_A=V_B=V_C，說明光照強度對光合作用無影響

點評：本題難度中等，以探究不同條件對植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響為背景，考查影響光合作用的環(huán)境因素、對照實驗的原則等知識，要求考生能夠從材料中獲取信息的能力、對知識的理解遷移能力