Question

研究人员以某绿色植物为材料，利用多套图甲装置，对影响光合作用的环境因素进行研究．
（1）若用甲装置来测定绿色植物的呼吸速率，应将甲装置置于

 

环境中，此时植物细胞内进行的生理反应表达式为

 

．
（2）在温度、二氧化碳浓度等条件不变的情况下，将图甲装置由黑暗处移至阳光下，短时间内，植物叶绿体内三碳化合物含量的变化是

 

（选填“增加”、“减少”或“不变”）．
（3）为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图甲装置的烧杯内加入

 

溶液，然后再打开该装置的活塞开关，使U形管两侧液面如图所示，然后关闭活塞．实验的观察指标是U形管A侧液面的变化值．在每一给定温度且其他条件均相同、适宜的情况下光照l小时，实验数据如下表：

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
水柱高度（mm/h）	1.0	1.7	2.5	3.2	3.7	3.5	3.0

①请根据以上数据在下面的坐标内以柱形图的形式画出各温度下的实验结果．
②分析所绘图形可知温度与光合作用强度的关系是

 

．
（4）图乙是对植株进行光合作用研究的实验结果．图中a、b、c代表温度，且a＞b＞c；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表CO₂浓度，且Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ．
①a、b、c中，一定超过了最适温度的是

 

；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，最接近最适CO₂浓度的是

 

．
②如果要探究在温度为b时，该植物光合作用所需的最适CO₂浓度，则需要在适当范围内设置

 

进行实验．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：据图分析：图甲实验装置中，如果烧杯中放置二氧化碳缓冲液，并且提供光照，该缓冲液可以为光合作用提供稳定的二氧化碳来源，此时装置中变化的气体是氧气，因此左侧的水柱高度能够表示净光合速率强度；如果烧杯中放置NaOH溶液，并且提供黑暗条件，由于该溶液可以吸收装置中的二氧化碳，因此变化的气体量仍为氧气量，此时该值可以表示呼吸速率．图乙表示不同温度、二氧化碳浓度和光照强度对植物光合作用的影响曲线图．

解答： 解：（1）测定呼吸作用要排除光照的影响，故需要将该装置黑暗或遮光处理，同时还需要加入氢氧化钠溶液吸收呼吸作用产生的CO₂．此时植物细胞内进行的是有氧呼吸，其反应式为：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂

酶

6CO₂+12H₂O+能量．
（2）将图甲装置由黑暗处移至阳光下，短时间内，植物叶绿体内光反应开始，生存ATP和还原氢，消耗三碳化合物，同时三碳化合物的来源暂时不变，最终导致三碳化合物含量减少．
（3）探究温度对光合作用的影响，自变量是温度，二氧化碳浓度为无关变量，所以应在图甲装置的烧杯内加入二氧化碳缓冲（或碳酸氢钠溶液）溶液．
①柱状图的绘制横轴为温度，纵轴为光合作用强度，具体见右图．
②根据绘制的柱状图分析，在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强，超过一定温度后，光合作用强度随着温度的升高而减弱．
（4）①从图乙植株进行光合作用研究的实验结果来看，温度b相对于a、c为最适温度，且a＞b＞c，故一定超过了最适温度的是a；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，最接近最适CO₂浓度的是Ⅰ．
②探究在温度为b时，该植物光合作用所需的最适CO2浓度，则需要保持（光照强度等）无关变量相同且适宜，并在适当范围内设置不同浓度的CO₂进行实验．
故答案为：
（1）黑暗    C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂

酶

6CO₂+12H₂O+能量
（2）减少    二氧化碳缓冲（或碳酸氢钠溶液）
①柱状图：见右图
②在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强，超过一定温度后，光合作用强度随着温度的升高而减弱
（4）①aⅠ
②不同浓度的CO₂

点评：本题考查了探究光合速率和呼吸速率的实验设计等方面的知识，意在考查考生分析实验装置的能力和实验设计的能力，具有一定的难度，对考生的能力要求较高．考生要能够明确NaHCO₃溶液和NaOH溶液在该探究实验中的作用；并且能够从曲线中获取有效解题信息．