Question

某同學(xué)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(shí)驗：用8株有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(shí)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(shí)驗結(jié)果統(tǒng)計如下表，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(qiáng)度（單位）	2000	0	2000	0	2000	0	2000	0
開始時CO2量 （單位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
1ｈ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(dú)立的實(shí)驗組合，在該實(shí)驗組合中，影響實(shí)驗的因素是_ 　  _，該因素主要通過影響       的活性來影響光合速率，需要控制的影響實(shí)驗因素是_         _      .

（2）序號2、4、6、8可構(gòu)成另一個相對獨(dú)立的實(shí)驗組合，則該實(shí)驗組合研究的課題是

                                                      _。　

（3）序號1、3、5、7在實(shí)驗前后二氧化碳含量的變化值的含義是         　　       。

（4）若將第3組中的光照強(qiáng)度改為4000單位(溫度改為10℃，其他條件不變)，則序號1、2、3可構(gòu)成另一個相對獨(dú)立的實(shí)驗組合，該實(shí)驗組合的實(shí)驗變量是         。該因素主要影響光合作用中         階段，此時內(nèi)部限制因素最可能是              �！�

（5）綠色植物光合作用的影響因素是多方面的，除了外界因素外，還有內(nèi)部因素。若右圖為正常綠色植物的葉綠素a的吸收光譜、色素總吸收光譜以及光合作用的作用光譜(作用光譜代表各種波長下植物的光合作用效率)。

 

請據(jù)圖回答：

①作用光譜與葉綠素a吸收光譜曲線不吻合，其原因是        。

②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(xué)藥品是        。

③植物進(jìn)行光合作用時，下列哪些物質(zhì)的變化趨勢與作用光譜基本一致?

A．葉綠體O₂的釋放量    B．C₃的總量   C．C₅的總量    D．有機(jī)物的生成量

④在大田生產(chǎn)中，若要合理利用光能，直接有效的措施有          （要求寫出兩種以上的具體方法）。

（6 ）根據(jù)表中實(shí)驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖里繪制出不同實(shí)驗條件（表中所示實(shí)驗條件）下該植物的呼吸作用速率變化曲線圖和真實(shí)光合作用速率變化曲線圖（請在橫坐標(biāo)上注明所表示的變量和具體數(shù)值）。

Answer 1

（1）溫度    光合作用酶   光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等（2）溫度對植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響（3）凈光合作用所消耗的二氧化碳量（其他合理的答案也給分）（4）光照強(qiáng)度    光反應(yīng)   葉綠體中色素的含量（5）①參與光合作用的色素除葉綠素a外，還有葉綠素b等其他色素，作用光譜反映的是這些光合作用色素共同作用的結(jié)果②丙酮、CaCO₃、SiO₂③AD④合理密植、間作、套種（其他合理的答案也給分）（6）如圖所示（3分）橫坐標(biāo)1分，一個曲線1分。

解析:

本題以實(shí)驗為背景，以圖表為載體，考查光合作用的過程、影響因素及實(shí)驗設(shè)計、分析能力，屬于考綱綜合運(yùn)用層次。據(jù)表中各組的實(shí)驗條件可知：1、3、5、7四組實(shí)驗條件的唯一差別是溫度，因此可用來探究溫度對光合作用的影響，溫度主要通過影響酶的活性來影響光合速率；由于細(xì)胞同時進(jìn)行細(xì)胞呼吸，因此此時所測得的CO₂含量變化為植物消耗的二氧化碳量，即凈光合作用量。實(shí)驗要遵循“單一變量原則”，因此需要控制光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等的影響光合作用強(qiáng)度的其他因素相同且適宜。2、4、6、8四組實(shí)驗的相同條件是無光照，不同的實(shí)驗條件是溫度，在此條件下植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，可探究溫度對植物呼吸作用強(qiáng)度的影響。若將第3組中的光照強(qiáng)度改為4000單位(溫度改為10℃，其他條件不變)，則1、2、3三組實(shí)驗條件的唯一變量是光照強(qiáng)度，該因素直接影響光反應(yīng)階段，限制植物利用光能的內(nèi)部因素最可能是色素的數(shù)量。

據(jù)第（5）題圖中曲線含義可知：作用光譜與葉綠素a吸收光譜曲線不吻合，這是因為參與光合作用的色素除葉綠素a外，還有葉綠素b等其他色素，作用光譜反映的是這些光合作用色素共同作用的結(jié)果，而且不同色素吸收光的能力不同，所以兩曲線不重合。光照強(qiáng)度通過影響光合作用的光反應(yīng)階段而最終影響總光合作用強(qiáng)度，因此O₂的釋放量和有機(jī)物的生成量的變化曲線應(yīng)與作用光譜基本一致。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可直接得出呼吸速率和凈光合速率，可進(jìn)一步求出實(shí)際光合作用速率，通過描點(diǎn)連線畫出曲線即可。