Question

19．為探究不同光暗交替頻率對某種植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長健壯、狀態(tài)基本相同的某種植物為材料，設(shè)計了A、B、C、D四組實驗，其中D組連續(xù)光照8min； A 組先光照4min后黑暗處理4min；B組植物先光照1min再黑暗處理1mim交替4個周期；C組先光照30s再黑暗處理30s，交替8個周期（如圖所示）．實驗結(jié)果是A組植物積累有機物的相對含量為M%，B組為70%，C組為94%，D組為100%．請據(jù)圖回答．

（1）本研究中，四組實驗選擇的植株要“生長健壯且狀態(tài)基本相同”，其目的是排除實驗的無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾．試再舉出兩種影響本研究結(jié)果的環(huán)境因子：CO₂濃度、溫度等．
（2）四組實驗中D組起對照作用，預(yù)計A組結(jié)果的M值小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）70%．
（3）實驗中，暗處理時期，前階段（光處理）產(chǎn)生的ATP和[H]會在葉綠體的基質(zhì)（填場所）中被用于C₃還原（或暗反應(yīng)）過程．
（4）實驗結(jié)果表明，隨者光暗交替頻率的增加，植物光合速率增加，試解釋：由于光反應(yīng)速率明顯快于暗反應(yīng)，隨著光暗交替頻率的增加，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、[H]夠得到迅速利用（或者足夠長的暗反應(yīng)時間，保證了光反應(yīng)需要的ADP等原料的供應(yīng)）提高了光處理時光能的利用率．．

Answer 1

分析 影響光合作用的主要環(huán)境因素有光照強度、溫度和二氧化碳濃度等．根據(jù)題干實驗結(jié)果分析，隨著黑暗與光照的交替頻率的增加，光合作用產(chǎn)物的相對含量增加增加，沒有黑暗處理時光合作用的產(chǎn)物的相對含量最高．據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）實驗中控制無關(guān)變量，保證無關(guān)變量相同且適宜，目的是排除實驗的無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾．影響光合作用的環(huán)境因素還包括溫度、二氧化碳濃度等．
（2）四組實驗中D組起對照作用，由B、C和D組比較可以看出，黑暗間隔時間越長，植物積累有機物的相對含量越少，因此A組結(jié)果的M值將小于70%．
（3）實驗中，暗處理時期，光處理產(chǎn)生的ATP和[H]會在葉綠體的基質(zhì)中被用于C₃還原（或暗反應(yīng)）過程．
（4）在光合作用過程中，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，而光反應(yīng)需要暗反應(yīng)提供的ADP、Pi等物質(zhì)，由于暗反應(yīng)是一系列酶促反應(yīng)，暗反應(yīng)速率明顯慢于光反應(yīng)，而光反應(yīng)與暗反應(yīng)速率的不匹配，使得光反應(yīng)固定利用光能的能力受到限制．
故答案為：
（1）排除實驗的無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾    CO₂濃度、溫度等（答出兩種即可）
（2）對照   小于
（3）ATP和[H]基質(zhì)    C₃還原（或暗反應(yīng)）過程
（4）由于光反應(yīng)速率明顯快于暗反應(yīng)，隨著光暗交替頻率的增加，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、[H]夠得到迅速利用（或者足夠長的暗反應(yīng)時間，保證了光反應(yīng)需要的ADP等原料的供應(yīng)）提高了光處理時光能的利用率．

點評 本題以實驗為背景主要考查光合作用的過程，意在強化學(xué)生對光合作用的過程的理解與對實驗結(jié)果的分析與處理，題目難度中等．