Question

2010年8月5日人民日報海外版報道，叛國一項耗資數(shù)億美元的環(huán)保新能源研究項目“人工光合作用”今年啟動．“人工光合作用”是將太陽能轉(zhuǎn)換為氫氣、甲醇或乙醇等化學燃料，直接用在汽車等燃燒液態(tài)的機械中，有利于解決當今世界面臨的能源危機．以下是某中學生研究性學習小組研究光合作用和呼吸作用的實驗，請分析回答下列問題：
將8株各有20個葉片、大小和長勢相似的盆栽天竺葵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(jié)果統(tǒng)計如表所示，據(jù)此請分析回答下列問題．

實驗編號	1	2	3	4	5	6	7	8
溫度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照強度（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
開始時CO2量（單位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（單位）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（1）序號1、3、5、7可構(gòu)成一個相對獨立的實驗組合，則該實驗組合研究的課題是

 

，其自變量是

 

，該實驗課題下實驗前后二氧化碳含量變化值的含義是

 

．
（2）2、4、6、8實驗中，葉肉細胞能產(chǎn)生ATP的場所有

 

．
（3）若突然將第3組中的光照強度改為3000單位（其他條件不變），則該植物葉綠體中ATP的含量變化是

 

，五碳化合物的含量變化是

 

．
（4）該植物在30℃、1000LX情況下，光合作用每小時消耗的CO₂量為

 

單位．
（5）若以新鮮綠葉為材料提取葉綠體中的色素，需要使用的化學藥品有二氧化硅、無水乙醇和碳酸鈣等，其中無水乙醇的作用是

 

．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,葉綠體色素的提取和分離實驗,光反應、暗反應過程的能量變化和物質(zhì)變化,有氧呼吸的過程和意義

專題：

分析：根據(jù)題意和圖表分析可知：
1、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(guān)變量是光照強度、二氧化碳濃度等，研究的目的是溫度對光合作用強度的影響．
2、序號2、4、6、8可構(gòu)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．
3、在實驗中測得的二氧化碳減少量是凈光合作用量，等于植物實際光合作用消耗量-細胞呼吸產(chǎn)生量．

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，探究的是溫度對植物光合作用速率（強度）的影響．在實驗中測得的二氧化碳減少量是凈光合作用量，等于植物實際光合作用消耗量-細胞呼吸產(chǎn)生量．
（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，只有細胞呼吸，所以葉肉細胞能產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
（3）光照強度改為3000單位（其他條件不變），光合作用的光反應加快，則該植物葉綠體中ATP的含量增加，三碳化合物的還原加快，同時二氧化碳的固定原速度不變，故三碳化合物的濃度減少．五碳化合物由于暗反應的還原加快和二氧化碳的固定原速度不變，而濃度增加．
（4）該植物在30℃、1000LX情況下，光合作用12小時消耗的CO₂量=凈光合作用消耗量+細胞呼吸產(chǎn)生量=（5.0-1.9）+（5.9-5）=4單位，則光合作用每小時消耗的CO₂量為4÷12=

1

3

單位．
（5）若以新鮮綠葉為材料提取葉綠體中的色素，需要使用的化學藥品有二氧化硅、無水乙醇和碳酸鈣等，加入二氧化硅的目的是使研磨更充分，加入碳酸鈣的目的是保護葉綠體色素，防止色素被破壞，加入無水乙醇的作用是溶解葉綠體中的色素．
故答案為：
（1）探究溫度對植物光合作用速率（強度）的影響　　溫度　　凈光合作用所消耗的二氧化碳的量　
（2）細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　　
（3）增多　　增多　　
（4）

1

3

　　　　　　
（5）溶解葉綠體中的色素

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