Question

【題目】為探究不同條件對天竺葵光合作用速率和呼吸作用速率的影響，某研究小組做了如下實驗：取8株各有20片葉片、大小長勢相似的天竺葵盆栽植株，分別放在密閉的玻璃容器中，在不同條件下分別測定各密閉容器中12小時后CO2 的含量。實驗結(jié)果統(tǒng)計如下表，請分析：

實驗編號	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
12小時后CO2變化量（g）	﹣0.5	+0.1	﹣1.5	+0.4	﹣3.0	+1.0	﹣3.1	+0.8

（注：“+”表示環(huán)境中二氧化碳增加；“﹣”表示環(huán)境中二氧化碳減少）

（1）用編號為2、4、6、8的裝置可構(gòu)成一個相對獨(dú)立的實驗組合，該實驗組合是探究（自變量） _______對天竺葵____________（因變量）的影響。

（2）由表可知，植物光合作用最強(qiáng)的是第___組實驗，薩克斯在檢測天竺葵光合產(chǎn)物淀粉時用碘蒸氣處理最終呈藍(lán)色，碘蒸汽處理前應(yīng)用________試劑進(jìn)行處理以防止葉片本身顏色的干擾。

（3）該研究小組利用上述實驗的方法對大棚內(nèi)天竺葵一晝夜CO2含量變化和單株光合強(qiáng)度與種植密度之間的關(guān)系進(jìn)行研究，得到甲、乙兩坐標(biāo)圖，據(jù)圖分析：

①種植天竺葵的密閉大棚內(nèi)一晝夜空氣中的CO2含量變化如圖甲所示。B點(diǎn)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有______________。B、C、F、E四點(diǎn)中，天竺葵內(nèi)有機(jī)物比A點(diǎn)增多的點(diǎn)是___。在F點(diǎn)時，光合作用強(qiáng)度_____呼吸作用強(qiáng)度。（填“＞”或“＜”或“＝”）

②由圖乙可推知，與P點(diǎn)相比，Q點(diǎn)限制單株光合強(qiáng)度的外界因素有______，（寫出一種即可）由此給我們的啟示是在進(jìn)行種植時需注意______。

（4）在實驗過程中，給該植物澆灌Hl8O2，發(fā)現(xiàn)葉肉細(xì)胞中出現(xiàn)了（CH218O）。分析其最可能的轉(zhuǎn)化途徑是：Hl8O2先參與_______________，生成物然后參與_____________最終生成有機(jī)物（CH218O）。

Answer 1

【答案】 溫度 呼吸作用速率 5 無水乙醇或（熱）酒精 線粒體和葉綠體 E、F ＝ CO2濃度 光照強(qiáng)度 合理密植 有氧呼吸（第二階段）生成二氧化碳（Cl8O2） 暗反應(yīng)（光合作用）

【解析】分析：影響光合作用的環(huán)境因素包括：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等。本實驗的研究目的是“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”，根據(jù)表格中設(shè)置的條件可以看出，2、4、6、8四組實驗的自變量為溫度不同，并且光照強(qiáng)度為0，因此此組實驗探究了溫度對植物呼吸作用速率的影響；1、3、5、7四組實驗的自變量亦為溫度，并且光照強(qiáng)度均為1000Lx，此組實驗可探究了溫度對植物光合作用速率的影響。
詳解：（1）編號為2、4、6、8的裝置光照強(qiáng)度為0，自變量為溫度，因變量為二氧化碳變化量，單位時間內(nèi)二氧化碳的變化量即為呼吸速率大小，因此該組合的目的是探究溫度對天竺葵細(xì)胞呼吸速率的影響。
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在同一溫度下，當(dāng)光照強(qiáng)度為0時，單位時間內(nèi)二氧化碳的變化量即為呼吸速率大小；光照強(qiáng)度為1000Lx時，單位時間內(nèi)二氧化碳的變化量即為凈光合作用速率，真正的光合作用強(qiáng)度等于呼吸速率+凈光合作用速率，經(jīng)數(shù)據(jù)分析可知，在溫度為30℃時，真正的光合作用速率為（3.0+1.0）/12（最大），因此植物光合作用最強(qiáng)的是第5組實驗。薩克斯在檢測天竺葵光合產(chǎn)物淀粉時用碘蒸氣處理最終呈藍(lán)色，由于葉片中含有光合色素，其存在會干擾試驗現(xiàn)象，因此碘蒸汽處理前應(yīng)用無水乙醇或（熱）酒精試劑進(jìn)行處理以防止葉片本身顏色的干擾。

（3）①種植天竺葵的密閉大棚內(nèi)一晝夜空氣中的CO2含量變化由光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度共同決定的，呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度時，大棚內(nèi)二氧化碳的量增多，當(dāng)呼吸作用強(qiáng)度小于光合作用強(qiáng)度時，大棚內(nèi)二氧化碳的量會減少，所以圖中B、F兩點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體；與A點(diǎn)相比，在A點(diǎn)上面的點(diǎn)，光合作用小于呼吸作用，植物體的有機(jī)物會減少，有機(jī)物都比A點(diǎn)時少；與A點(diǎn)相等的點(diǎn)，表明光合作用等于呼吸作用，表示有機(jī)物與A點(diǎn)相等；在A點(diǎn)下面的點(diǎn)，光合作用大于呼吸作用，會有有機(jī)物積累，表示有機(jī)物含量比A點(diǎn)多。因此B、C、F、E四點(diǎn)中，天竺葵內(nèi)有機(jī)物比A點(diǎn)增多的點(diǎn)是E、F。在F點(diǎn)時，光合作用強(qiáng)度＝呼吸作用強(qiáng)度。②圖乙表示隨種植密度的增加，單株光合強(qiáng)度下降，種植密度的增加影響了二氧化碳的量和光照強(qiáng)度，因此Q點(diǎn)限制單株光合強(qiáng)度的外界因素有二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度，由此給我們的啟示是合理密植才能使得收益最大。

（4）在實驗過程中，給該植物澆灌Hl8O2，發(fā)現(xiàn)葉肉細(xì)胞中出現(xiàn)了（CH218O）。分析其最可能的轉(zhuǎn)化途徑是Hl8O2先參與有氧呼吸（第二階段）生成二氧化碳（Cl8O2），二氧化碳（Cl8O2）再參與暗反應(yīng)（光合作用）生成有機(jī)物（CH218O）。