Question

【題目】為探究不同光暗交替頻率對某植物光合作用的影響，科學家以生長健壯、狀態基本相同的某植物為材料，設計了如下圖1所示的A、B、C、D四組實驗。其中A組先光照4min后黑暗處理4min；B組先光照lmin后黑暗處理lmin，交替四個周期；C組先光照30s后黑暗處理30s，交替8個周期；D連續光照8min。實驗結果是A組植物積累有機物的相對含量為M1%， B組為M2%，C組為M3%，D組為100%。圖2為該植物某生命活動的過程示意圖。據圖回答下列有關問題：

（1）本實驗中，四組實驗選擇的植株要“生長健壯、狀態基本相同”，其目的是____________。試再舉出兩種影響本實驗結果的環境因子：________________________。

（2）圖1實驗中，光處理產生的____________，會在____________（場所）中被用于圖2的_________過程（填序號）。圖2中表示呼吸作用過程的是____________（填序號）。

（3）預期A、B、C組結果的M1、M2 、M3數值大小關系為___________。綜合四組實驗結果，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】 排除無關變量對實驗結果的干擾 C02濃度、溫度等 [H]、ATP 葉綠體基質 ②③ ①⑤ M1<M2<M3 隨著光暗交替頻率的加快，光反應產生的[H]和ATP能夠迅速被暗反應利用，暗反應的有效時間有所增加，提高了光能的利用率

【解析】試題分析：本題以實驗程序示意圖和生理過程圖為情境，綜合考查學生對光合作用、細胞呼吸等相關知識的熟記和理解能力。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、準確定位圖2中數字所指代的生理過程。在此基礎上結合題意并圍繞光合作用、細胞呼吸的知識對各問題情境進行分析解答。

(1)依題意可知：本實驗的目的是探究不同光暗交替頻率對某植物光合作用的影響，實驗選擇的植株為無關變量，為了排除無關變量對實驗結果的干擾，選擇的植株要“生長健壯、狀態基本相同”。此外C02濃度、溫度等環境因子也是影響本實驗結果的無關變量。

(2)圖2中的①為有氧呼吸或無氧呼吸的第一階段，②③為暗反應階段中的三碳化合物的還原，④為暗反應階段中的二氧化碳固定，⑤為有氧呼吸或無氧呼吸的第二階段，即圖2中表示呼吸作用過程的是①⑤。圖1實驗中，在光照條件下，光反應產生的[H]、ATP用于在葉綠體基質中進行的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，光反應產生的[H]和ATP能夠迅速被暗反應利用，暗反應的有效時間有所增加，提高了光能的利用率，因此A、B、C組實驗結果的M1、M2、M3數值大小關系為M1<M2<M3。