Question

某同學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。實驗結果統計如下表，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可構成一個相對獨立的實驗組合，在該實驗組合中，影響實驗的因素是_ 　  _，該因素主要通過影響       的活性來影響光合速率，需要控制的影響實驗因素是_         _      .

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

                                                      _。　

（3）序號1、3、5、7在實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可構成另一個相對獨立的實驗組合，該實驗組合的實驗變量是         。該因素主要影響光合作用中         階段，此時內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，需要使用的化學藥品是        。

③植物進行光合作用時，下列哪些物質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．有機物的生成量

④在大田生產中，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 ）根據表中實驗數據，在坐標圖里繪制出不同實驗條件（表中所示實驗條件）下該植物的呼吸作用速率變化曲線圖和真實光合作用速率變化曲線圖（請在橫坐標上注明所表示的變量和具體數值）。

Answer 1

（1）溫度    光合作用酶   光照強度、二氧化碳濃度等（2）溫度對植物呼吸作用（強度/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）光照強度    光反應   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1分，一個曲線1分。

解析:

本題以實驗為背景，以圖表為載體，考查光合作用的過程、影響因素及實驗設計、分析能力，屬于考綱綜合運用層次。據表中各組的實驗條件可知：1、3、5、7四組實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；由于細胞同時進行細胞呼吸，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。實驗要遵循“單一變量原則”，因此需要控制光照強度、二氧化碳濃度等的影響光合作用強度的其他因素相同且適宜。2、4、6、8四組實驗的相同條件是無光照，不同的實驗條件是溫度，在此條件下植物只進行細胞呼吸，可探究溫度對植物呼吸作用強度的影響。若將第3組中的光照強度改為4000單位(溫度改為10℃，其他條件不變)，則1、2、3三組實驗條件的唯一變量是光照強度，該因素直接影響光反應階段，限制植物利用光能的內部因素最可能是色素的數量。

據第（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。光照強度通過影響光合作用的光反應階段而最終影響總光合作用強度，因此O₂的釋放量和有機物的生成量的變化曲線應與作用光譜基本一致。

根據表中數據可直接得出呼吸速率和凈光合速率，可進一步求出實際光合作用速率，通過描點連線畫出曲線即可。