Question

19．为探究不同光暗交替频率对某种植物光合作用的影响，科学家以生长健壮、状态基本相同的某种植物为材料，设计了A、B、C、D四组实验，其中D组连续光照8min； A 组先光照4min后黑暗处理4min；B组植物先光照1min再黑暗处理1mim交替4个周期；C组先光照30s再黑暗处理30s，交替8个周期（如图所示）．实验结果是A组植物积累有机物的相对含量为M%，B组为70%，C组为94%，D组为100%．请据图回答．

（1）本研究中，四组实验选择的植株要“生长健壮且状态基本相同”，其目的是排除实验的无关变量对实验结果的干扰．试再举出两种影响本研究结果的环境因子：CO₂浓度、温度等．
（2）四组实验中D组起对照作用，预计A组结果的M值小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）70%．
（3）实验中，暗处理时期，前阶段（光处理）产生的ATP和[H]会在叶绿体的基质（填场所）中被用于C₃还原（或暗反应）过程．
（4）实验结果表明，随者光暗交替频率的增加，植物光合速率增加，试解释：由于光反应速率明显快于暗反应，随着光暗交替频率的增加，光反应产生的ATP、[H]够得到迅速利用（或者足够长的暗反应时间，保证了光反应需要的ADP等原料的供应）提高了光处理时光能的利用率．．

Answer 1

分析 影响光合作用的主要环境因素有光照强度、温度和二氧化碳浓度等．根据题干实验结果分析，随着黑暗与光照的交替频率的增加，光合作用产物的相对含量增加增加，没有黑暗处理时光合作用的产物的相对含量最高．据此分析作答．

解答 解：（1）实验中控制无关变量，保证无关变量相同且适宜，目的是排除实验的无关变量对实验结果的干扰．影响光合作用的环境因素还包括温度、二氧化碳浓度等．
（2）四组实验中D组起对照作用，由B、C和D组比较可以看出，黑暗间隔时间越长，植物积累有机物的相对含量越少，因此A组结果的M值将小于70%．
（3）实验中，暗处理时期，光处理产生的ATP和[H]会在叶绿体的基质中被用于C₃还原（或暗反应）过程．
（4）在光合作用过程中，光反应为暗反应提供[H]和ATP，而光反应需要暗反应提供的ADP、Pi等物质，由于暗反应是一系列酶促反应，暗反应速率明显慢于光反应，而光反应与暗反应速率的不匹配，使得光反应固定利用光能的能力受到限制．
故答案为：
（1）排除实验的无关变量对实验结果的干扰    CO₂浓度、温度等（答出两种即可）
（2）对照   小于
（3）ATP和[H]基质    C₃还原（或暗反应）过程
（4）由于光反应速率明显快于暗反应，随着光暗交替频率的增加，光反应产生的ATP、[H]够得到迅速利用（或者足够长的暗反应时间，保证了光反应需要的ADP等原料的供应）提高了光处理时光能的利用率．

点评 本题以实验为背景主要考查光合作用的过程，意在强化学生对光合作用的过程的理解与对实验结果的分析与处理，题目难度中等．