Question

Ⅰ某同學為了探究不同條件對植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響，做了如下實驗：用8株各有20片葉片、大小和長勢相似的天竺葵盆栽植株，分別放在密閉的玻璃容器中，在不同實驗條件下，利用傳感器定時測定密閉容器中二氧化碳含量的變化．實驗結果統(tǒng)計如表，請分析回答下列問題：

編號	1	2	3	4	5	6	7	8
溫度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照強度（Lx）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
開始時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1、3、5、7可構成一個相對獨立的實驗組合，在該實驗組合中，自變量是

 

，無關變量是

 

（至少答兩個）．
（2）序號2、4、6、8可構成另一個相對獨立的實驗組合，則該實驗組合研究的主題是

 

．
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在如圖的坐標上標出光照強度為1000Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時的光合速率，并請注明橫坐標所表示的變量和具體數(shù)值．
Ⅱ當植物光合作用消耗的CO₂量與呼吸作用釋放的CO₂量相等時，環(huán)境中的CO₂濃度為CO₂補償點；CO₂達到一定濃度時，光合速率不再增加，此時CO₂濃度為CO₂飽和點．育種專家測定了22℃時，某作物A、B兩個品種在不同CO₂濃度下CO₂吸收量，以及黑暗條件下的CO₂釋放量，結果如表．

	CO2補償點 （mmol/mol）	CO2飽和點 （mmol/mol）	CO2飽和點時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飽和點時，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補償點將

 

，原因是

 

．
（3）在植物的無土培養(yǎng)液中加入H₂¹⁸O在溫室大棚中的CO₂中檢測到放射性的¹⁸O，這是因為水參與了

 

過程．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：根據(jù)題意和圖表分析可知：生物實驗的原則是控制單一變量；所以在1、3、5、7實驗組合中，影響實驗的因素即自變量是溫度，無關變量是光照強度、二氧化碳濃度等．序號2、4、6、8可構成另一個相對獨立的實驗組合，由于沒有光照，所以研究的目的是溫度對植物呼吸作用強度的影響．在實驗中測得的二氧化碳量是凈光合作用量，等于植物實際光合作用量-細胞呼吸量．

解答： 解：I（1）表中1、3、5、7對應的數(shù)據(jù)表明：最初這幾個實驗組的所提供光照強度和CO₂量是相同的，不同的是溫度，故自變量是溫度，無關變量是光照強度、二氧化碳濃度．
（2）2、4、6、8對應的數(shù)據(jù)表明：這幾個實驗組都在無光照的條件下進行，設置10℃、20℃、30℃和40℃的溫度差可探究溫度對植物呼吸作用（強度/速率）的影響．
（3）根據(jù)2、4、6、8組實驗數(shù)據(jù)可知：光照強度為1000Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時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組實驗數(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，所以四個點對應的光合速率對應的數(shù)值依次為0.6、1.9、4.0、3.8，橫坐標表示溫度，坐標圖如圖．
II（1）CO₂飽和點時，A品種的總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=CO₂飽和點時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，CO₂補償點將升高．
（3）有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和[H]，釋放少量能量．在植物的無土培養(yǎng)液中加入H₂¹⁸O在溫室大棚中的CO₂中檢測到放射性的¹⁸O，這是因為水參與了有氧呼吸第二階段過程．
故答案為：
I（1）溫度          光照強度、二氧化碳濃度等
（2）溫度對植物呼吸作用（強度/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，CO₂補償點升高
（3）有氧呼吸第二階段

點評：本題難度中等，以探究不同條件對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、對照實驗的原則等知識，要求考生能夠從材料中獲取信息的能力、對知識的理解遷移能力以及畫圖能力．