Question

【題目】若測定A、B兩種植物的葉片在不同溫度下光合作用和呼吸作用速率結果如圖所示。對照實驗是在30℃時進行的。

注：每一項溫度處理的光合作用和呼吸作用速率，以與30℃時的數據比較所得的百分率表達。

（1）光合作用光反應和暗反應所需要的能量來源分別為______________。

（2）由實驗結果分析以下幾個問題；

①這兩種植物中，最可能原產于熱帶地區的是________________。

②水果在生長季節如果長期處于不致死的高溫環境中，甜度會較低。參考本研究的結果，說明產生這一現象的生理基礎__________________________________________。

（3）某生物興趣小組想通過實驗驗證A、B兩種植物在上述不同溫度下會出現光合作用強度的差異，現提供如下材料用具:打孔器（用于葉片打孔）、注射器（排除葉肉細胞間隙中的空氣）、燒杯，請說明他們的實驗設計思路________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 光能、ATP A 在不致死的高溫下，光合作用速率下降，而呼吸速率仍然很高，所以糖的凈產量（積累量）減少， 水果貯存的糖分較少 取A、B植物生長旺盛的葉片，分別用打孔器打出小圓形片若干，用注射器排出葉肉細胞間隙的氣體后隨機均分為6組，放在暗處盛有清水的燒杯中，分別將這六組放置在六種不同的溫度下（35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃），在適宜的光照和相同的時間后，觀察和記錄各裝置中葉片浮起的數量

【解析】試題分析：本題以反映實驗結果的曲線圖為載體，綜合考查學生對光合作用的過程及環境因素對光合作用強度的影響等相關知識的熟記和理解能力以及對實驗設計能力。解答此題需理解曲線橫、縱坐標的含義，重點分析起點、拐點、交點、落點這“四點”以及把握曲線走勢，依據實驗目的明辨實驗變量（自變量、因變量、無關變量）。在此基礎上結合題意并從圖示中提取信息，對各問題情境進行分析解答。

(1) 光合作用的光反應必須有光才能進行，所需要的能量來源于光能；暗反應不需要光，但需要光反應產生的ATP提供能量。

(2) 分析圖示可知：①植物A、B光合速率開始下降的溫度依次是50℃和40℃，而呼吸速率開始下降的溫度依次是55℃和50℃。可見，A植物較B植物耐高溫，所以植物A最可能生活在熱帶地區。②水果在生長季節，如果長期處于不致死的高溫環境中，光合速率下降，合成的糖類等有機物減少，而呼吸速率仍然很高，消耗的糖類較多，導致糖的凈產量（積累量）減少，水果貯存的糖分較少，所以甜度會較低。

(3)依題意和提供的材料用具可知：通過實驗驗證A、B兩種植物在上述不同溫度下會出現光合作用強度的差異，自變量是不同溫度和A、B兩種植物的葉片，因變量是依據單位時間內葉圓片上浮的數量來推測光合作用強度，而葉圓片的沉浮于取決于光合作用和呼吸作用導致的氣體是否在細胞間積累，因此實驗開始時應排除葉肉細胞間隙的氣體。依據實驗設計遵循的相關原則和曲線圖呈現的六種不同的溫度可推知，該實驗設計思路為：取A、B植物生長旺盛的葉片，分別用打孔器打出小圓形片若干；用注射器排出葉肉細胞間隙的氣體后隨機均分為6組，放在暗處盛有清水的燒杯中；分別將這六組放置在六種不同的溫度下（35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃），在適宜的光照和相同的時間后，觀察和記錄各裝置中葉片浮起的數量。