Question

【題目】某同學(xué)甲為了探究溫度對(duì)光合作用影響，在一片葉子的某一部位用打孔器取一個(gè)面積為1cm2的小葉片，稱重為M0，然后在實(shí)驗(yàn)溫度條件下將該植株置于黑暗環(huán)境下6h后，在第一次打孔的附近取一個(gè)面積為1cm2的小葉片，稱重為M1，再將該植株置于相同的溫度條件下，在恒定的光照強(qiáng)度下放置6h后，再在第二次打孔的附近取一個(gè)面積為1cm2的小葉片，稱重為M2，設(shè)置不同的溫度，分別測(cè)定M0、M1、M2的值如下表 所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

質(zhì)量 溫度（℃）	10	15	20	25	30	35
M0(g)	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
M1(g)	2.4	2.2	1.8	1.6	1.2	1.8
M2(g)	2.2	2.2	2.4	2.8	1.6	2.0

（1）光照處理時(shí)，植株葉肉細(xì)胞能夠產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所為_______________________。

（2）在不同溫度下，光合作用速率的計(jì)算公式為__________g/(hcm2)（M0、M1、M2表示），當(dāng)溫度為10℃時(shí)在該光照條件下葉肉細(xì)胞中線粒體呼吸作用所需的氧氣來(lái)自于__________。若白天在25℃條件下光照14 h，夜間溫度為10℃，則該植物經(jīng)過(guò)一晝夜每平方米葉片積累的有機(jī)物的質(zhì)量為__________g。

（3）同學(xué)乙重復(fù)了同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)，但是將黑暗和光照處理的時(shí)間由6h縮短為0.5h，大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，你認(rèn)為哪位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)、方案更為合理？同學(xué)__________（填“甲”或“乙”），理由是__________。

Answer 1

【答案】 葉綠體類囊體薄膜、線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) （M0+M2-2M1）/6 葉綠體和外界環(huán)境 1.8×l04 甲 同學(xué)乙的實(shí)驗(yàn)中光照和黑暗處理時(shí)間過(guò)短，會(huì)導(dǎo)致偶然因素給實(shí)驗(yàn)造成較大誤差

【解析】試題分析：本題以探究溫度對(duì)光合作用影響這一實(shí)驗(yàn)為素材，考查光合作用的基本過(guò)程以及探究實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問(wèn)題，意在考查學(xué)生分析表格數(shù)據(jù)得出正確結(jié)論的能力。同時(shí)還要求學(xué)生熟悉探究實(shí)驗(yàn)的基本流程，包括實(shí)驗(yàn)材料的選擇，自變量的處理，無(wú)關(guān)變量的控制，因變量的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，分析結(jié)果和得出結(jié)論等。據(jù)題意可知，黑暗情況下，小葉片質(zhì)量從M0變化到M1的過(guò)程中，小葉片只進(jìn)行呼吸作用，因此可計(jì)算出小葉片的呼吸速率；光照條件下，小葉片質(zhì)量從M1變化到M2過(guò)程中，小葉片既進(jìn)行呼吸作用又進(jìn)行光合作用，可計(jì)算出小葉片的凈光合作用速率，根據(jù)真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，可計(jì)算出植物的光合速率。

（1）光照處理時(shí)，植物既進(jìn)行光合作用，又進(jìn)行呼吸作用，因此植株葉肉細(xì)胞能夠產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所為葉綠體類囊體薄膜、線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

（2）分析題意可知，黑暗條件下小葉片的質(zhì)量從M0變化到M1的過(guò)程中，小葉片只進(jìn)行呼吸作用，其呼吸速率可表示為（M0-M1）/6，光照條件下，小葉片質(zhì)量從M1變化到M2過(guò)程中，小葉片既進(jìn)行呼吸作用又進(jìn)行光合作用，其凈光合速率可表示為（M2-M1）/6,根據(jù)真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率，可知光合作用速率的計(jì)算公式為（M0-M1）/6+（M2-M1）/6= M0+M2-2M1）/6。

（3）當(dāng)溫度為10℃時(shí)，據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，光照后小葉片的質(zhì)量從2.4g變?yōu)?.2g，質(zhì)量減輕，說(shuō)明光合作用速率小于呼吸作用速率，因此葉肉細(xì)胞中線粒體呼吸作用所需的氧氣來(lái)自于葉綠體和外界環(huán)境，若白天在25℃條件下光照14h，1cm2的小葉片的有機(jī)物的積累量為（2.8-1.6）/6×14=2.8g/cm2, 夜間溫度為10℃時(shí)1cm2的小葉片經(jīng)過(guò)10h有機(jī)物的消耗量為（3.0-2.4）/6×10=1(hcm2)，因此一晝夜內(nèi)1cm2的小葉片在這段時(shí)間內(nèi)有機(jī)物的積累量為2.8-1=1.8g/cm2, 每平方米葉片積累的有機(jī)物的質(zhì)量為1.8×l04g。

（3）重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí)，將黑暗和光照處理的時(shí)間由6h縮短為0.5h，大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，這種做法是不合理的，因?yàn)橥瑢W(xué)乙的實(shí)驗(yàn)中光照和黑暗處理時(shí)間過(guò)短，會(huì)導(dǎo)致偶然因素給實(shí)驗(yàn)造成較大誤差。