Question

【题目】为探究不同条件对天竺葵光合作用速率和呼吸作用速率的影响，某研究小组做了如下实验：取8株各有20片叶片、大小长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同条件下分别测定各密闭容器中12小时后CO2 的含量。实验结果统计如下表，请分析：

实验编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（lx）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
12小时后CO2变化量（g）	﹣0.5	+0.1	﹣1.5	+0.4	﹣3.0	+1.0	﹣3.1	+0.8

（注：“+”表示环境中二氧化碳增加；“﹣”表示环境中二氧化碳减少）

（1）用编号为2、4、6、8的装置可构成一个相对独立的实验组合，该实验组合是探究（自变量） _______对天竺葵____________（因变量）的影响。

（2）由表可知，植物光合作用最强的是第___组实验，萨克斯在检测天竺葵光合产物淀粉时用碘蒸气处理最终呈蓝色，碘蒸汽处理前应用________试剂进行处理以防止叶片本身颜色的干扰。

（3）该研究小组利用上述实验的方法对大棚内天竺葵一昼夜CO2含量变化和单株光合强度与种植密度之间的关系进行研究，得到甲、乙两坐标图，据图分析：

①种植天竺葵的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图甲所示。B点产生ATP的细胞器有______________。B、C、F、E四点中，天竺葵内有机物比A点增多的点是___。在F点时，光合作用强度_____呼吸作用强度。（填“＞”或“＜”或“＝”）

②由图乙可推知，与P点相比，Q点限制单株光合强度的外界因素有______，（写出一种即可）由此给我们的启示是在进行种植时需注意______。

（4）在实验过程中，给该植物浇灌Hl8O2，发现叶肉细胞中出现了（CH218O）。分析其最可能的转化途径是：Hl8O2先参与_______________，生成物然后参与_____________最终生成有机物（CH218O）。

Answer 1

【答案】 温度 呼吸作用速率 5 无水乙醇或（热）酒精 线粒体和叶绿体 E、F ＝ CO2浓度 光照强度 合理密植 有氧呼吸（第二阶段）生成二氧化碳（Cl8O2） 暗反应（光合作用）

【解析】分析：影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。本实验的研究目的是“探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响”，根据表格中设置的条件可以看出，2、4、6、8四组实验的自变量为温度不同，并且光照强度为0，因此此组实验探究了温度对植物呼吸作用速率的影响；1、3、5、7四组实验的自变量亦为温度，并且光照强度均为1000Lx，此组实验可探究了温度对植物光合作用速率的影响。
详解：（1）编号为2、4、6、8的装置光照强度为0，自变量为温度，因变量为二氧化碳变化量，单位时间内二氧化碳的变化量即为呼吸速率大小，因此该组合的目的是探究温度对天竺葵细胞呼吸速率的影响。
（2）根据表中数据，在同一温度下，当光照强度为0时，单位时间内二氧化碳的变化量即为呼吸速率大小；光照强度为1000Lx时，单位时间内二氧化碳的变化量即为净光合作用速率，真正的光合作用强度等于呼吸速率+净光合作用速率，经数据分析可知，在温度为30℃时，真正的光合作用速率为（3.0+1.0）/12（最大），因此植物光合作用最强的是第5组实验。萨克斯在检测天竺葵光合产物淀粉时用碘蒸气处理最终呈蓝色，由于叶片中含有光合色素，其存在会干扰试验现象，因此碘蒸汽处理前应用无水乙醇或（热）酒精试剂进行处理以防止叶片本身颜色的干扰。

（3）①种植天竺葵的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化由光合作用强度和呼吸作用强度共同决定的，呼吸作用强度大于光合作用强度时，大棚内二氧化碳的量增多，当呼吸作用强度小于光合作用强度时，大棚内二氧化碳的量会减少，所以图中B、F两点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体；与A点相比，在A点上面的点，光合作用小于呼吸作用，植物体的有机物会减少，有机物都比A点时少；与A点相等的点，表明光合作用等于呼吸作用，表示有机物与A点相等；在A点下面的点，光合作用大于呼吸作用，会有有机物积累，表示有机物含量比A点多。因此B、C、F、E四点中，天竺葵内有机物比A点增多的点是E、F。在F点时，光合作用强度＝呼吸作用强度。②图乙表示随种植密度的增加，单株光合强度下降，种植密度的增加影响了二氧化碳的量和光照强度，因此Q点限制单株光合强度的外界因素有二氧化碳浓度和光照强度，由此给我们的启示是合理密植才能使得收益最大。

（4）在实验过程中，给该植物浇灌Hl8O2，发现叶肉细胞中出现了（CH218O）。分析其最可能的转化途径是Hl8O2先参与有氧呼吸（第二阶段）生成二氧化碳（Cl8O2），二氧化碳（Cl8O2）再参与暗反应（光合作用）生成有机物（CH218O）。