Question

2010年8月5日人民日?qǐng)?bào)海外版報(bào)道，叛國(guó)一項(xiàng)耗資數(shù)億美元的環(huán)保新能源研究項(xiàng)目“人工光合作用”今年啟動(dòng)．“人工光合作用”是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為氫氣、甲醇或乙醇等化學(xué)燃料，直接用在汽車等燃燒液態(tài)的機(jī)械中，有利于解決當(dāng)今世界面臨的能源危機(jī)．以下是某中學(xué)生研究性學(xué)習(xí)小組研究光合作用和呼吸作用的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：
將8株各有20個(gè)葉片、大小和長(zhǎng)勢(shì)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(shí)測(cè)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(jì)如表所示，據(jù)此請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題．

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
開(kāi)始時(shí)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）序號(hào)1、3、5、7可構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，則該實(shí)驗(yàn)組合研究的課題是

 

，其自變量是

 

，該實(shí)驗(yàn)課題下實(shí)驗(yàn)前后二氧化碳含量變化值的含義是

 

．
（2）2、4、6、8實(shí)驗(yàn)中，葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有

 

．
（3）若突然將第3組中的光照強(qiáng)度改為3000單位（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

 

．
（4）該植物在30℃、1000LX情況下，光合作用每小時(shí)消耗的CO₂量為

 

單位．
（5）若以新鮮綠葉為材料提取葉綠體中的色素，需要使用的化學(xué)藥品有二氧化硅、無(wú)水乙醇和碳酸鈣等，其中無(wú)水乙醇的作用是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn),光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化,有氧呼吸的過(guò)程和意義

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(wú)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(duì)光合作用強(qiáng)度的影響．
2、序號(hào)2、4、6、8可構(gòu)成另一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，由于沒(méi)有光照，所以研究的目的是溫度對(duì)植物呼吸作用強(qiáng)度的影響．
3、在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的二氧化碳減少量是凈光合作用量，等于植物實(shí)際光合作用消耗量-細(xì)胞呼吸產(chǎn)生量．

解答： 解：I（1）表中1、3、5、7對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表明：最初這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)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，探究的是溫度對(duì)植物光合作用速率（強(qiáng)度）的影響．在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的二氧化碳減少量是凈光合作用量，等于植物實(shí)際光合作用消耗量-細(xì)胞呼吸產(chǎn)生量．
（2）2、4、6、8對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表明：這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組都在無(wú)光照的條件下進(jìn)行，只有細(xì)胞呼吸，所以葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
（3）光照強(qiáng)度改為3000單位（其他條件不變），光合作用的光反應(yīng)加快，則該植物葉綠體中ATP的含量增加，三碳化合物的還原加快，同時(shí)二氧化碳的固定原速度不變，故三碳化合物的濃度減少．五碳化合物由于暗反應(yīng)的還原加快和二氧化碳的固定原速度不變，而濃度增加．
（4）該植物在30℃、1000LX情況下，光合作用12小時(shí)消耗的CO₂量=凈光合作用消耗量+細(xì)胞呼吸產(chǎn)生量=（5.0-1.9）+（5.9-5）=4單位，則光合作用每小時(shí)消耗的CO₂量為4÷12=

1

3

單位．
（5）若以新鮮綠葉為材料提取葉綠體中的色素，需要使用的化學(xué)藥品有二氧化硅、無(wú)水乙醇和碳酸鈣等，加入二氧化硅的目的是使研磨更充分，加入碳酸鈣的目的是保護(hù)葉綠體色素，防止色素被破壞，加入無(wú)水乙醇的作用是溶解葉綠體中的色素．
故答案為：
（1）探究溫度對(duì)植物光合作用速率（強(qiáng)度）的影響　　溫度　　凈光合作用所消耗的二氧化碳的量　
（2）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　　
（3）增多　　增多　　
（4）

1

3

　　　　　　
（5）溶解葉綠體中的色素

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