Question

【题目】为探究不同光暗交替频率对某植物光合作用的影响，科学家以生长健壮、状态基本相同的某植物为材料，设计了如下图1所示的A、B、C、D四组实验。其中A组先光照4min后黑暗处理4min；B组先光照lmin后黑暗处理lmin，交替四个周期；C组先光照30s后黑暗处理30s，交替8个周期；D连续光照8min。实验结果是A组植物积累有机物的相对含量为M1%， B组为M2%，C组为M3%，D组为100%。图2为该植物某生命活动的过程示意图。据图回答下列有关问题：

（1）本实验中，四组实验选择的植株要“生长健壮、状态基本相同”，其目的是____________。试再举出两种影响本实验结果的环境因子：________________________。

（2）图1实验中，光处理产生的____________，会在____________（场所）中被用于图2的_________过程（填序号）。图2中表示呼吸作用过程的是____________（填序号）。

（3）预期A、B、C组结果的M1、M2 、M3数值大小关系为___________。综合四组实验结果，试解释该植物光合速率随光暗交替频率变化的原因是______________________。

Answer 1

【答案】 排除无关变量对实验结果的干扰 C02浓度、温度等 [H]、ATP 叶绿体基质 ②③ ①⑤ M1<M2<M3 随着光暗交替频率的加快，光反应产生的[H]和ATP能够迅速被暗反应利用，暗反应的有效时间有所增加，提高了光能的利用率

【解析】试题分析：本题以实验程序示意图和生理过程图为情境，综合考查学生对光合作用、细胞呼吸等相关知识的熟记和理解能力。解答此题需从图示中提取信息，明辨图1光暗交替频率的变化趋势、准确定位图2中数字所指代的生理过程。在此基础上结合题意并围绕光合作用、细胞呼吸的知识对各问题情境进行分析解答。

(1)依题意可知：本实验的目的是探究不同光暗交替频率对某植物光合作用的影响，实验选择的植株为无关变量，为了排除无关变量对实验结果的干扰，选择的植株要“生长健壮、状态基本相同”。此外C02浓度、温度等环境因子也是影响本实验结果的无关变量。

(2)图2中的①为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，②③为暗反应阶段中的三碳化合物的还原，④为暗反应阶段中的二氧化碳固定，⑤为有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段，即图2中表示呼吸作用过程的是①⑤。图1实验中，在光照条件下，光反应产生的[H]、ATP用于在叶绿体基质中进行的②③所示的三碳化合物的还原。

(3)与D组相比，随着A、B、C三组的光暗交替频率的加快，光反应产生的[H]和ATP能够迅速被暗反应利用，暗反应的有效时间有所增加，提高了光能的利用率，因此A、B、C组实验结果的M1、M2、M3数值大小关系为M1<M2<M3。