Question

為探究不同條件對(duì)天竺葵光合速率和呼吸速率的影響，某研究小組做了如下實(shí)驗(yàn)：取8株各有20片葉片、大小長勢相似的天竺葵盆栽植株，分別放在密閉的玻璃容器中，在不同條件下分別測定各密閉容器中12小時(shí)后二氧化碳的含量．實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表，請分析：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	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
12小時(shí)后CO2變化量（g）	-0.5	+0.1	-1.5	+0.4	-3.0	+1.0	-3.1	+0.8

（注：“+”表示環(huán)境中二氧化碳增加；“-”表示環(huán)境中二氧化碳減少）
（1）用編號(hào)為2、4、6、8的裝置可構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，該實(shí)驗(yàn)組合的目的是探究

 

，得出的結(jié)論是天竺葵在

 

溫度條件下細(xì)胞呼吸較強(qiáng)，欲探究其細(xì)胞呼吸的最適溫度，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)思路是

 

．
（2）由表可知，植物光合作用最強(qiáng)的是第

 

組實(shí)驗(yàn)．如繼續(xù)定時(shí)測定編號(hào)為1、3、5、7等裝置中二氧化碳含量，會(huì)出現(xiàn)到達(dá)一定數(shù)值后不再變化的現(xiàn)象，原因是

 

．
（3）該研究小組利用上述實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)大棚內(nèi)天竺葵一晝夜CO₂含量變化和單株光合強(qiáng)度與種植密度之間的關(guān)系進(jìn)行研究，得到甲、乙兩坐標(biāo)圖，據(jù)圖分析：
①種植天竺葵的密閉大棚內(nèi)一晝夜空氣中的CO₂含量變化如圖甲所示．B點(diǎn)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有

 

．B、C、F、E四點(diǎn)中，天竺葵內(nèi)有機(jī)物比A點(diǎn)增多的點(diǎn)是

 

．
②由圖乙可推知，與P點(diǎn)相比，Q點(diǎn)限制單株光合強(qiáng)度的外界因素有

 

，由此給我們的啟示是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：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：影響光合作用的環(huán)境因素包括：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等．
本實(shí)驗(yàn)的研究目的是“探究不同條件對(duì)植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響”，根據(jù)表格中設(shè)置的條件可以看出，②④⑥⑧四組實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度不同，并且光照強(qiáng)度為0，因此此組實(shí)驗(yàn)可探究了溫度對(duì)植物呼吸作用速率的影響；①③⑤⑦四組實(shí)驗(yàn)的自變量亦為溫度，并且光照強(qiáng)度均為1000Lx，此組實(shí)驗(yàn)可探究了溫度對(duì)植物光合作用速率的影響．

解答： 解：（1）編號(hào)為2、4、6、8的裝置光照強(qiáng)度為0，自變量為溫度，因變量為二氧化碳變化量，二氧化碳的變化量即為呼吸速率，因此該組合的目的是探究溫度對(duì)天竺葵細(xì)胞呼吸速率的影響．根據(jù)表中數(shù)據(jù)在溫度為30時(shí)，釋放的二氧化碳的量最多，欲探究其細(xì)胞呼吸的最適溫度，還應(yīng)該進(jìn)一步在20-40之間設(shè)置溫度梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，才能獲得最適溫度．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在同一溫度下，當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)表示呼吸速率，光照強(qiáng)度為1000時(shí)表示凈光合作用，真正的光合作用強(qiáng)度等于呼吸速率+凈光合作用強(qiáng)度，經(jīng)數(shù)據(jù)分析在溫度為30時(shí)，真正的光合作用速率為3.0+1.0=4.0（最大）；在密閉的容器中二氧化碳的濃度是由光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度共同決定的，當(dāng)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度時(shí)，外界二氧化碳的變化量為0．
（3）①種植天竺葵的密閉大棚內(nèi)一晝夜空氣中的CO₂含量變化由光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度共同決定的，呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度時(shí)，大棚內(nèi)二氧化碳的量增多，當(dāng)呼吸作用強(qiáng)度小于光合作用強(qiáng)度時(shí)，大棚內(nèi)二氧化碳的量會(huì)減少，所以圖中BF兩點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體；與A點(diǎn)相比在A點(diǎn)上面的點(diǎn)有機(jī)物都比A點(diǎn)時(shí)多，與A點(diǎn)相等的點(diǎn)表示有機(jī)物與A點(diǎn)相等，在A點(diǎn)下面的點(diǎn)表示有機(jī)物含量比A點(diǎn)少．
②圖乙表示隨種植密度的增加，單株光合強(qiáng)度下降，種植密度的增加影響了二氧化碳的量和光照強(qiáng)度，因此Q點(diǎn)限制單株光合強(qiáng)度的外界因素有二氧化碳和光照強(qiáng)度，合理密植才能使得收益最大．
故答案為：
（1）溫度對(duì)天竺葵呼吸作用速率的影響     30℃在20℃--40℃之間縮小溫度梯度做平行試驗(yàn)
（2）5    植物光合作用消耗的CO₂量等于呼吸作用產(chǎn)生的CO₂量
（3）①線粒體和葉綠體     F、E②CO₂濃度、光照強(qiáng)度    合理密植

點(diǎn)評(píng)：本題難度中等，以探究不同條件對(duì)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(duì)照實(shí)驗(yàn)的原則等知識(shí)，要求考生能夠從材料中獲取信息的能力、對(duì)知識(shí)的理解遷移能力．