Question

【題目】為探究不同光暗交替頻率對(duì)某植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)健壯、狀態(tài)基本相同的某植物為材料，設(shè)計(jì)了如下圖1所示的A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。其中A組先光照4min后黑暗處理4min；B組先光照l(shuí)min后黑暗處理lmin，交替四個(gè)周期；C組先光照30s后黑暗處理30s，交替8個(gè)周期；D連續(xù)光照8min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是A組植物積累有機(jī)物的相對(duì)含量為M1%， B組為M2%，C組為M3%，D組為100%。圖2為該植物某生命活動(dòng)的過程示意圖。據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：

（1）本實(shí)驗(yàn)中，四組實(shí)驗(yàn)選擇的植株要“生長(zhǎng)健壯、狀態(tài)基本相同”，其目的是____________。試再舉出兩種影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的環(huán)境因子：________________________。

（2）圖1實(shí)驗(yàn)中，光處理產(chǎn)生的____________，會(huì)在____________（場(chǎng)所）中被用于圖2的_________過程（填序號(hào)）。圖2中表示呼吸作用過程的是____________（填序號(hào)）。

（3）預(yù)期A、B、C組結(jié)果的M1、M2 、M3數(shù)值大小關(guān)系為___________。綜合四組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，試解釋該植物光合速率隨光暗交替頻率變化的原因是______________________。

Answer 1

【答案】 排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾 C02濃度、溫度等 [H]、ATP 葉綠體基質(zhì) ②③ ①⑤ M1<M2<M3 隨著光暗交替頻率的加快，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP能夠迅速被暗反應(yīng)利用，暗反應(yīng)的有效時(shí)間有所增加，提高了光能的利用率

【解析】試題分析：本題以實(shí)驗(yàn)程序示意圖和生理過程圖為情境，綜合考查學(xué)生對(duì)光合作用、細(xì)胞呼吸等相關(guān)知識(shí)的熟記和理解能力。解答此題需從圖示中提取信息，明辨圖1光暗交替頻率的變化趨勢(shì)、準(zhǔn)確定位圖2中數(shù)字所指代的生理過程。在此基礎(chǔ)上結(jié)合題意并圍繞光合作用、細(xì)胞呼吸的知識(shí)對(duì)各問題情境進(jìn)行分析解答。

(1)依題意可知：本實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同光暗交替頻率對(duì)某植物光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)選擇的植株為無(wú)關(guān)變量，為了排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，選擇的植株要“生長(zhǎng)健壯、狀態(tài)基本相同”。此外C02濃度、溫度等環(huán)境因子也是影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的無(wú)關(guān)變量。

(2)圖2中的①為有氧呼吸或無(wú)氧呼吸的第一階段，②③為暗反應(yīng)階段中的三碳化合物的還原，④為暗反應(yīng)階段中的二氧化碳固定，⑤為有氧呼吸或無(wú)氧呼吸的第二階段，即圖2中表示呼吸作用過程的是①⑤。圖1實(shí)驗(yàn)中，在光照條件下，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP用于在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的②③所示的三碳化合物的還原。

(3)與D組相比，隨著A、B、C三組的光暗交替頻率的加快，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP能夠迅速被暗反應(yīng)利用，暗反應(yīng)的有效時(shí)間有所增加，提高了光能的利用率，因此A、B、C組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的M1、M2、M3數(shù)值大小關(guān)系為M1<M2<M3。