Question

12．為了探究溫度、光照強度對植物吸收CO₂速率的影響，某興趣小組在適宜的CO₂濃度下，分別用兩種溫度（用t表示，t₁＞t₂）和不同的光照強度對某植物進行光合作用實驗，得到如圖所示的結果．
（1）光照強度在a～k范圍內(nèi)，限制該植物吸收CO₂的速率的主要環(huán)境因素是光照強度和溫度
（2）如果該植物吸收CO₂的速率以摩爾數(shù)/單位時間來表示，那么在光照強度為g、溫度為為t₁時，該植物產(chǎn)生O₂的速率是6摩爾/單位時間．
（3）假定在24小時中，給該植物光照8小時和黑暗16小時，則能夠保證該植物在t₁和t₂時都能生長的光照強度至少要大于g
（4）在光照強度為k的情況下，該興趣小組根據(jù)實驗結果，得出“此植物在溫度為t₁時，吸收CO₂的速率最大”的結論．如僅依據(jù)圖示結果，得出上述結論并不妥當，請你在該興趣小組的實驗基礎上提出改進思路：在t2和t1間以及大于t1的范圍內(nèi)設置溫度梯度，以光照強度為K進行實驗．
在上述探究實驗的全過程中，除了必須控制好自變量：溫度外，還需要保持無關變量相同且適宜，才能使實驗結果具有價值．

Answer 1

分析 本題主要考查影響光合作用的環(huán)境因素．
1、溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當溫度低于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而加強，當溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱．
2、二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強．當二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強．
3、光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強度隨光照強度的增加而增強．當光照強度增加到一定的值，光合作用強度不再增強．

解答 解：（1）很據(jù)題干中“分別用兩種溫度（用t表示，t₁＞t₂）和不同的光照強度對某植物進行光合作用實驗，得到如下圖所示的結果”可知，光照強度在a～k范圍內(nèi)，限制該植物吸收CO₂的速率的主要環(huán)境因素是光照強度和溫度．
（2）從圖示看出，在光照強度為g、溫度為為t₁時，該植物的凈光合速率為4摩爾/單位時間，呼吸速率為2摩爾/單位時間．根據(jù)真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，可知植物產(chǎn)生O₂的速率=4+2=6摩爾/單位時間．
（3）植物能生長必須保證在24小時中的凈光合速率大于0．在t₁時，植物的呼吸速率為2，給該植物光照8小時和黑暗16小時，則能夠保證該植物在t₁時能生長的凈光合速率為X，則凈光合速率=8X-16×2＞0，X＞4，故光照強度至少要大于g；在t₂時，植物的呼吸速率為1，給該植物光照8小時和黑暗16小時，則能夠保證該植物在t₂時能生長的凈光合速率為X，則凈光合速率=8X-16×1＞0，X＞2，故光照強度至少要大于g．因此，假定在24小時中，給該植物光照8小時和黑暗16小時，則能夠保證該植物在t₁和t₂時都能生長的光照強度至少要大于g．
（4）在光照強度為k的情況下，該興趣小組根據(jù)實驗結果，得出“此植物在溫度為t₂時，吸收CO₂的速率最大”的結論．僅依據(jù)圖示結果，得出上述結論并不妥當，在該興趣小組的實驗基礎上的改進思路司：在t₂和t₁間以及大于t₁的范圍內(nèi)設置溫度梯度，以光照強度為K進行實驗．在上述探究實驗的全過程中，除了必須控制好自變量：溫度外，還需要保持無關變量相同且適宜，才能使實驗結果具有價值．
故答案為：（1）光照強度和溫度  
（2）6  
（3）g 
（4）在t2和t1間以及大于t1的范圍內(nèi)設置溫度梯度，以光照強度為K進行實驗   溫度   保持無關變量相同且適宜

點評 本題意在考查學生對圖形的分析和理解能力．光合作用過程是考查的重點和難點，可以通過流程圖分析，表格比較，典型練習分析強化學生的理解．要注意，對于綠色植物來說，在有光的條件下可以進行光合作用，也可以進行細胞呼吸，在黑暗條件下只能進行細胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究細胞呼吸與光合作用的關系．光合作用合成有機物，而呼吸作用分解有機物．光合作用為呼吸作用提供有機物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．