Question

某小組同學(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(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計如表，請分析回答下列問題：

實(shí)驗(yàn)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（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(shí)驗(yàn)組合研究的目的是

 

，該組合的自變量是

 

．
（2）比較實(shí)驗(yàn)4和5不能得出正確的結(jié)論，原因是

 

．
（3）由1、3、5、7實(shí)驗(yàn)組合的數(shù)據(jù)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(qiáng)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(nèi)的轉(zhuǎn)移途徑，可采取

 

標(biāo)記法．
（6）該組同學(xué)還對光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響進(jìn)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(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：取注射器三個分別標(biāo)為A、B、C，分別加入

 

，然后將注射器內(nèi)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(yuǎn)，將臺燈別標(biāo)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(yù)期結(jié)果與結(jié)論：①

 

②

 

（至少寫兩個）（設(shè)注射器A、B、C的氣柱體積分別為V_A、V_B、V_C）

Answer 1

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

專題：

分析：根據(jù)題意和圖表分析可知：
1、生物實(shí)驗(yàn)的原則是控制單一變量，所以在1、3、5、7實(shí)驗(yàn)組合中，影響實(shí)驗(yàn)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，研究的目的是溫度對光合作用強(qiáng)度的影響．
2、序號2、4、6、8可構(gòu)成另一個相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)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．
3、在實(shí)驗(yàn)中測得的二氧化碳減少量是凈光合作用量，等于植物實(shí)際光合作用量-細(xì)胞呼吸量．

解答： 解：（1）2、4、6、8對應(yīng)的數(shù)據(jù)表明：這幾個實(shí)驗(yàn)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速率的影響．該組合的自變量是溫度．
（2）比較實(shí)驗(yàn)4和5不能得出正確的結(jié)論，原因是它們有兩個自變量：溫度和光照強(qiáng)度．
（3）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：光照強(qiáng)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(diǎn)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．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(qiáng)度改為2000LX（其他條件不變），光反應(yīng)增強(qiáng)，產(chǎn)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(nèi)的轉(zhuǎn)移途徑，可采取同位素標(biāo)記法，用¹⁴C來標(biāo)記二氧化碳．
（6）實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：取注射器三個分別標(biāo)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(nèi)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(yuǎn)，將臺燈別標(biāo)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(yù)期結(jié)果及結(jié)論：①若V_A＞V_B＞V_C，說明光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度，且在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)．②若V_A=V_B=V_C，說明光照強(qiáng)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(yù)期結(jié)果及結(jié)論：
    ①若V_A＞V_B＞V_C，說明光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度．在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)
    ②若V_A=V_B=V_C，說明光照強(qiáng)度對光合作用無影響

點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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