Question

Ⅰ某同學(xué)為了探究不同條件對(duì)植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響，做了如下實(shí)驗(yàn)：用8株各有20片葉片、大小和長(zhǎng)勢(shì)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，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

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（g）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（g）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（1）表中序號(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，在該實(shí)驗(yàn)組合中，自變量是

 

，無(wú)關(guān)變量是

 

（至少答兩個(gè)）．
（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，則該實(shí)驗(yàn)組合研究的主題是

 

．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在如圖的坐標(biāo)上標(biāo)出光照強(qiáng)度為1000Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時(shí)的光合速率，并請(qǐng)注明橫坐標(biāo)所表示的變量和具體數(shù)值．
Ⅱ當(dāng)植物光合作用消耗的CO₂量與呼吸作用釋放的CO₂量相等時(shí)，環(huán)境中的CO₂濃度為CO₂補(bǔ)償點(diǎn)；CO₂達(dá)到一定濃度時(shí)，光合速率不再增加，此時(shí)CO₂濃度為CO₂飽和點(diǎn)．育種專(zhuān)家測(cè)定了22℃時(shí)，某作物A、B兩個(gè)品種在不同CO₂濃度下CO₂吸收量，以及黑暗條件下的CO₂釋放量，結(jié)果如表．

	CO2補(bǔ)償點(diǎn) （mmol/mol）	CO2飽和點(diǎn) （mmol/mol）	CO2飽和點(diǎn)時(shí)CO2吸收量 [mmol/（m2?h）]	黑暗條件下CO2釋放量 [mmol/（m2?h）]
A品種	0.06	1.06	115.20	72.00
B品種	0.05	1.13	86.40	39.60

（1）CO₂飽和點(diǎn)時(shí)，A品種的總光合速率為

 

mmol/（m²h）．
（2）若其他條件不變，溫度上升至27℃，CO₂補(bǔ)償點(diǎn)將

 

，原因是

 

．
（3）在植物的無(wú)土培養(yǎng)液中加入H₂¹⁸O在溫室大棚中的CO₂中檢測(cè)到放射性的¹⁸O，這是因?yàn)樗畢⑴c了

 

過(guò)程．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化,細(xì)胞呼吸的過(guò)程和意義

專(zhuān)題：

分析：根據(jù)題意和圖表分析可知：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．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．在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的二氧化碳量是凈光合作用量，等于植物實(shí)際光合作用量-細(xì)胞呼吸量．

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，無(wú)關(guān)變量是光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度．
（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，設(shè)置10℃、20℃、30℃和40℃的溫度差可探究溫度對(duì)植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響．
（3）根據(jù)2、4、6、8組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：光照強(qiáng)度為1000Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時(shí)各組天竺葵的呼吸速率分別是0.1、0.4、0.9、0.8，根據(jù)1、3、5、7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：凈光合速率分別是12h后各密閉容器減少的CO₂量，依次為0.5、1.5、3.1、3.0，因真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，所以四個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光合速率對(duì)應(yīng)的數(shù)值依次為0.6、1.9、4.0、3.8，橫坐標(biāo)表示溫度，坐標(biāo)圖如圖．
II（1）CO₂飽和點(diǎn)時(shí)，A品種的總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=CO₂飽和點(diǎn)時(shí)CO₂吸收量+黑暗條件下CO₂釋放量=115.20+72.00=187.20mmol/（m²h）．
（2）若其他條件不變，溫度上升至27℃，呼吸作用和光合作用都增強(qiáng)，CO₂補(bǔ)償點(diǎn)將升高．
（3）有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，釋放少量能量．在植物的無(wú)土培養(yǎng)液中加入H₂¹⁸O在溫室大棚中的CO₂中檢測(cè)到放射性的¹⁸O，這是因?yàn)樗畢⑴c了有氧呼吸第二階段過(guò)程．
故答案為：
I（1）溫度          光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等
（2）溫度對(duì)植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響 
（3）

II（1）187.20
（2）升高          溫度上升，呼吸作用和光合作用都增強(qiáng)，CO₂補(bǔ)償點(diǎn)升高
（3）有氧呼吸第二階段

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)的理解遷移能力以及畫(huà)圖能力．