Question

12．為了探究溫度、光照強(qiáng)度對(duì)植物吸收CO₂速率的影響，某興趣小組在適宜的CO₂濃度下，分別用兩種溫度（用t表示，t₁＞t₂）和不同的光照強(qiáng)度對(duì)某植物進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，得到如圖所示的結(jié)果．
（1）光照強(qiáng)度在a～k范圍內(nèi)，限制該植物吸收CO₂的速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度和溫度
（2）如果該植物吸收CO₂的速率以摩爾數(shù)/單位時(shí)間來表示，那么在光照強(qiáng)度為g、溫度為為t₁時(shí)，該植物產(chǎn)生O₂的速率是6摩爾/單位時(shí)間．
（3）假定在24小時(shí)中，給該植物光照8小時(shí)和黑暗16小時(shí)，則能夠保證該植物在t₁和t₂時(shí)都能生長的光照強(qiáng)度至少要大于g
（4）在光照強(qiáng)度為k的情況下，該興趣小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出“此植物在溫度為t₁時(shí)，吸收CO₂的速率最大”的結(jié)論．如僅依據(jù)圖示結(jié)果，得出上述結(jié)論并不妥當(dāng)，請(qǐng)你在該興趣小組的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出改進(jìn)思路：在t2和t1間以及大于t1的范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，以光照強(qiáng)度為K進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
在上述探究實(shí)驗(yàn)的全過程中，除了必須控制好自變量：溫度外，還需要保持無關(guān)變量相同且適宜，才能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有價(jià)值．

Answer 1

分析 本題主要考查影響光合作用的環(huán)境因素．
1、溫度對(duì)光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱．
2、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．
3、光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．

解答 解：（1）很據(jù)題干中“分別用兩種溫度（用t表示，t₁＞t₂）和不同的光照強(qiáng)度對(duì)某植物進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，得到如下圖所示的結(jié)果”可知，光照強(qiáng)度在a～k范圍內(nèi)，限制該植物吸收CO₂的速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度和溫度．
（2）從圖示看出，在光照強(qiáng)度為g、溫度為為t₁時(shí)，該植物的凈光合速率為4摩爾/單位時(shí)間，呼吸速率為2摩爾/單位時(shí)間．根據(jù)真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，可知植物產(chǎn)生O₂的速率=4+2=6摩爾/單位時(shí)間．
（3）植物能生長必須保證在24小時(shí)中的凈光合速率大于0．在t₁時(shí)，植物的呼吸速率為2，給該植物光照8小時(shí)和黑暗16小時(shí)，則能夠保證該植物在t₁時(shí)能生長的凈光合速率為X，則凈光合速率=8X-16×2＞0，X＞4，故光照強(qiáng)度至少要大于g；在t₂時(shí)，植物的呼吸速率為1，給該植物光照8小時(shí)和黑暗16小時(shí)，則能夠保證該植物在t₂時(shí)能生長的凈光合速率為X，則凈光合速率=8X-16×1＞0，X＞2，故光照強(qiáng)度至少要大于g．因此，假定在24小時(shí)中，給該植物光照8小時(shí)和黑暗16小時(shí)，則能夠保證該植物在t₁和t₂時(shí)都能生長的光照強(qiáng)度至少要大于g．
（4）在光照強(qiáng)度為k的情況下，該興趣小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出“此植物在溫度為t₂時(shí)，吸收CO₂的速率最大”的結(jié)論．僅依據(jù)圖示結(jié)果，得出上述結(jié)論并不妥當(dāng)，在該興趣小組的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的改進(jìn)思路司：在t₂和t₁間以及大于t₁的范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，以光照強(qiáng)度為K進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在上述探究實(shí)驗(yàn)的全過程中，除了必須控制好自變量：溫度外，還需要保持無關(guān)變量相同且適宜，才能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有價(jià)值．
故答案為：（1）光照強(qiáng)度和溫度  
（2）6  
（3）g 
（4）在t2和t1間以及大于t1的范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，以光照強(qiáng)度為K進(jìn)行實(shí)驗(yàn)   溫度   保持無關(guān)變量相同且適宜

點(diǎn)評(píng) 本題意在考查學(xué)生對(duì)圖形的分析和理解能力．光合作用過程是考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)，可以通過流程圖分析，表格比較，典型練習(xí)分析強(qiáng)化學(xué)生的理解．要注意，對(duì)于綠色植物來說，在有光的條件下可以進(jìn)行光合作用，也可以進(jìn)行細(xì)胞呼吸，在黑暗條件下只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究細(xì)胞呼吸與光合作用的關(guān)系．光合作用合成有機(jī)物，而呼吸作用分解有機(jī)物．光合作用為呼吸作用提供有機(jī)物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．