Question

Ⅰ某同學(xué)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：用8株各有20片葉片、大小和長勢相似的天竺葵盆栽植株，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(jié)果統(tǒng)計如表，請分析回答下列問題：

編號	1	2	3	4	5	6	7	8
溫度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照強(qiáng)度（Lx）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
開始時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

（1）表中序號1、3、5、7可構(gòu)成一個相對獨(dú)立的實驗組合，在該實驗組合中，自變量是

 

，無關(guān)變量是

 

（至少答兩個）．
（2）序號2、4、6、8可構(gòu)成另一個相對獨(dú)立的實驗組合，則該實驗組合研究的主題是

 

．
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在如圖的坐標(biāo)上標(biāo)出光照強(qiáng)度為1000Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時的光合速率，并請注明橫坐標(biāo)所表示的變量和具體數(shù)值．
Ⅱ當(dāng)植物光合作用消耗的CO₂量與呼吸作用釋放的CO₂量相等時，環(huán)境中的CO₂濃度為CO₂補(bǔ)償點；CO₂達(dá)到一定濃度時，光合速率不再增加，此時CO₂濃度為CO₂飽和點．育種專家測定了22℃時，某作物A、B兩個品種在不同CO₂濃度下CO₂吸收量，以及黑暗條件下的CO₂釋放量，結(jié)果如表．

	CO2補(bǔ)償點 （mmol/mol）	CO2飽和點 （mmol/mol）	CO2飽和點時CO2吸收量 [mmol/（m2?h）]	黑暗條件下CO2釋放量 [mmol/（m2?h）]
A品種	0.06	1.06	115.20	72.00
B品種	0.05	1.13	86.40	39.60

（1）CO₂飽和點時，A品種的總光合速率為

 

mmol/（m²h）．
（2）若其他條件不變，溫度上升至27℃，CO₂補(bǔ)償點將

 

，原因是

 

．
（3）在植物的無土培養(yǎng)液中加入H₂¹⁸O在溫室大棚中的CO₂中檢測到放射性的¹⁸O，這是因為水參與了

 

過程．

Answer 1

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

專題：

分析：根據(jù)題意和圖表分析可知：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(guān)變量是光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等．序號2、4、6、8可構(gòu)成另一個相對獨(dú)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(qiáng)度的影響．在實驗中測得的二氧化碳量是凈光合作用量，等于植物實際光合作用量-細(xì)胞呼吸量．

解答： 解：I（1）表中1、3、5、7對應(yīng)的數(shù)據(jù)表明：最初這幾個實驗組的所提供光照強(qiáng)度和CO₂量是相同的，不同的是溫度，故自變量是溫度，無關(guān)變量是光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度．
（2）2、4、6、8對應(yīng)的數(shù)據(jù)表明：這幾個實驗組都在無光照的條件下進(jìn)行，設(shè)置10℃、20℃、30℃和40℃的溫度差可探究溫度對植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響．
（3）根據(jù)2、4、6、8組實驗數(shù)據(jù)可知：光照強(qiáng)度為1000Lx，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，根據(jù)1、3、5、7組實驗數(shù)據(jù)可知：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，因真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，所以四個點對應(yīng)的光合速率對應(yīng)的數(shù)值依次為0.6、1.9、4.0、3.8，橫坐標(biāo)表示溫度，坐標(biāo)圖如圖．
II（1）CO₂飽和點時，A品種的總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=CO₂飽和點時CO₂吸收量+黑暗條件下CO₂釋放量=115.20+72.00=187.20mmol/（m²h）．
（2）若其他條件不變，溫度上升至27℃，呼吸作用和光合作用都增強(qiáng)，CO₂補(bǔ)償點將升高．
（3）有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，釋放少量能量．在植物的無土培養(yǎng)液中加入H₂¹⁸O在溫室大棚中的CO₂中檢測到放射性的¹⁸O，這是因為水參與了有氧呼吸第二階段過程．
故答案為：
I（1）溫度          光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等
（2）溫度對植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響 
（3）

II（1）187.20
（2）升高          溫度上升，呼吸作用和光合作用都增強(qiáng)，CO₂補(bǔ)償點升高
（3）有氧呼吸第二階段

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以及畫圖能力．