Question

【題目】北方香柏自然棲息地的溫度為15~25℃，為研究干旱和溫度對香柏植株的光合作用和呼吸作用的影響，科學家將生長狀況相同的香柏幼苗分別在三種環境下，先用適宜的光照射12小時，隨后是12小時的黑暗處理，其結果如圖所示。

回答下列問題：

（1）據圖分析，對呼吸作用影響較大的環境因素是__________（填“干旱”或“溫度”），對光合作用影響更大的環境因素是_____（填“干旱”或“溫度”），做出后者判斷的依據是________________________。

（2）在高溫（35℃）、輕度干旱（土壤含水量約22%）的條件下植株即達到了有機物零積累，植物可能通過哪些生理過程的變化來達到有機物零積累？______________________________（答出兩點）。

（3）利用從葉片中提取的完整的葉綠體，如何證明光合作用需要CO2？寫出簡單的實驗設計思路：_____________________

Answer 1

【答案】溫度 干旱 隨土壤含水量的下降，光合作用下降的速率快于呼吸作用下降的速率 較高的呼吸速率（或呼吸作用）消耗有機物以及較早關閉的氣孔導致光合作用減少（或呼吸作用和光合作用） 分別將離體的葉綠體置于適宜濃度的CO2液和無CO2溶液（或蒸餾水）中（給予光照），在其他相同且適宜的條件下培養，CO2溶液這一組有氧氣釋放，而無CO2溶液這組無氧氣釋放，則可證明光合作用需要CO2

【解析】

分析題圖：圖中自變量為干旱程度與溫度，因變量為中總光合作用和呼吸作用，由圖可知：隨著干旱程度的增加，細胞呼吸速率變化不大，而總光合作用下降明顯；而隨著溫度的升高，細胞呼吸速率逐漸升高，而中光合速率變化不大。

（1）題圖反映了土壤含水量和溫度對細胞呼吸和光合作用的影響，分析圖示可知，溫度對細胞呼吸的影響較大，因為隨著溫度變化細胞呼吸發生了明顯改變，對光合作用影響較大的因素是土壤含水量，即干旱情況，因為圖中隨土壤含水量的下降，光合作用下降速率快于呼吸作用下降速率；
（2）根據分析可知溫度對呼吸影響較大，因此在高溫（35℃）條件下，植物通過較高的呼吸速率（呼吸作用）消耗有機物增多，同時高溫、輕度干旱條件下植物氣孔關閉使得光合作用減少，這樣在高溫（35℃）、輕度干旱（土壤含水量約22%）的條件下植株即達到了有機物零積累；
（3）根據題意，該實驗的目的是證明光合作用需要CO2，因此該實驗的自變量是CO2的有無，因變量可以觀察有無氧氣的釋放，實驗設計遵循對照性原則。因此實驗思路：分別將離體的葉綠體置于適宜濃度的CO2溶液和無CO2溶液（蒸餾水）中（給予光照），在其他相同且適宜的條件下培養，CO2溶液這一組有氧氣釋放，而無CO2溶液這組無氧氣釋放，則可證明光合作用需要CO2。