Question

I（21分）為探究影響光合速率（單位：μmol·m^-2·s^-1）的因素，科研人員利用玉米和大麥在適宜的溫度、光照強度下進行有關(guān)實驗，結(jié)果如右圖。請回答：

⑴從圖中可以看出，影響光合作用的因素有 　   　  、        和         。

⑵如果將長勢相同的玉米和大麥幼苗共同種植在一個透明密閉的裝置中，保持題干中的條件和21%的O₂環(huán)境，一段時間后，       幼苗先死亡。理由是                 。

⑶由圖可知，大麥植株處于不同CO₂濃度下，其光合作用速率均以含O₂量為     時最高；隨著含O₂量增加，光合速率會            。

⑷某人擬利用下列材料用具設(shè)計實驗，進一步探究較低和較高氧氣濃度對玉米光合速率的影響。請幫助完成下列實驗方案。

材料用具：玉米幼苗3株，適宜濃度的完全培養(yǎng)液（含植物生長的全部必需無機鹽離子），適宜濃度的N_aHCO₃溶液（維持CO₂含量在大氣水平），培養(yǎng)裝置，照明燈，O₂發(fā)生器等。

實驗步驟：

①組裝培養(yǎng)裝置并編號為甲、乙、丙。培養(yǎng)裝置除規(guī)格滿足實驗需要并方便添加物質(zhì)和取樣分析外，還應(yīng)                    。

②向甲、乙、丙中分別加入等量且適量的完全培養(yǎng)液和N_aHCO₃溶液，振蕩搖勻，各放入1株玉米幼苗

③向裝置甲、乙中分別充入相同體積的4%O₂和50%O₂，丙組              作為對照。

④在                   條件下培養(yǎng)一段時間，實驗過程中保持培養(yǎng)液的有氧環(huán)境。

⑤觀察記錄實驗數(shù)據(jù)，比較得出結(jié)論。

結(jié)果與結(jié)論（略）。

討論：為盡量減少實驗的偶然誤差，對實驗材料的處理應(yīng)注意：

a．                                                         ；

b．                                                         。

II．（9分）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(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
光照強度（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
開始時CO2量（單位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12ｈ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)成一個相對獨立的實驗組合，在該實驗組合中，實驗變量是       ，需控制的無關(guān)變量是                      。

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

                                  。

（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）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，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(shù)值）。

（5）若想確定天竺葵生長的最適合光照強度，請在本實驗的基礎(chǔ)上寫出進一步探究的實驗思路：

                                                                           

 

Answer 1

【答案】

I.⑴植物類型（或：植物種類）   CO₂濃度  O₂濃度（三個空，每空一分）

⑵大麥  在其他條件相同時，玉米的光合速率比大麥高得多，且玉米能利用低濃度CO₂進行光合作用，大麥不能

⑶4%   明顯下降（逐漸降低）

⑷①透明且密閉　�、鄢淙胂嗤�體積的21%O₂　　④相同且適宜（的光照、溫度等）　　討論：a．幼苗應(yīng)生長良好且長勢一致　　b．進行平行重復實驗（或每組需用多株玉米幼苗進行實驗）

II．（9分）

（1）溫度（1分）   光照強度、二氧化碳濃度等（1分）

（2）溫度對植物呼吸作用（強度/速率）的影響（1分）

（3）凈光合作用所消耗的二氧化碳量（1分）

（4）如圖所示（3分）：橫坐標1分，一個曲線1分。

（5）在溫度30℃左右改變光照強度，設(shè)置多個梯度光照強度進行實驗，其他條件與原實驗相同，測定比較單位時間內(nèi)的CO2吸收量。(2分)

【解析】

試題分析：

I.（1）從圖中可以看出，玉米和大麥在相同條件下，光合速率不同；對于大麥來說，在不同的O₂濃度下，光合速率也不同；從橫坐標可以看出，不同的CO₂濃度，光合速率不同。綜上，影響光合速率的因素是植物種類、O₂濃度和CO₂濃度。

（2）將長勢相同的玉米和大麥幼苗共同種植在一個透明密閉的裝置中，在其他條件相同時，玉米的光合速率比大麥高得多，且玉米能利用低濃度CO₂進行光合作用，大麥不能因此當CO₂濃度下降時，大麥最先死亡；

（3）從圖中可以看出，當O₂濃度為4%時，光合速率最高，并且隨著O₂濃度的增加，光合速率下降。

（4）①因為實驗?zāi)康氖翘骄枯^低和較高氧氣濃度對玉米光合速率的影響，故裝置要求是密閉并且透光。③向裝置甲、乙中分別充入相同體積的4%O₂和50%O₂，為了對照，丙組應(yīng)該沖入相同體積的21%O₂。

④在對植物進行培養(yǎng)時，應(yīng)提供相同且適宜的環(huán)境條件：如光照、溫度等。

討論：為盡量減少實驗的偶然誤差，要注意以下兩個方面a．幼苗應(yīng)生長良好且長勢一致；b．進行平行重復實驗（或每組需用多株玉米幼苗進行實驗）

II.（1）序號1、3、5、7組中，實驗條件的不同之處在于溫度，故溫度是自變量，而其他光照強度、二氧化碳濃度等因素都會影響光合速率。

（2）序號2、4、6、8組，自變量是溫度，但是光照強度都為0，植物只進行呼吸作用，故實驗?zāi)康膽?yīng)是：溫度對植物呼吸作用（強度/速率）的影響

（3）序號1、3、5、7組，自變量是溫度，光照強度相同，故植物同時進行光合作用和呼吸作用，則二氧化碳的變化值為凈光合作用所消耗的二氧化碳量。

（4）根據(jù)表格中2、4、6、8組數(shù)據(jù)，可以繪制出呼吸速率變化曲線，1、3、5、7組是凈光合速率的變化曲線，真正光合速率曲線應(yīng)該等于呼吸速率與凈光合速率之和，故可以做曲線見答案。

（5）若想確定天竺葵生長的最適合光照強度，根據(jù)上題中真正光合速率曲線，可以推知，最適光照強度應(yīng)該在30LX左右。

考點：本題考查光合作用和呼吸作用的綜合知識，意在考查考生識圖能力和理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學研究方法。