Question

15．某同学为了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，做了如下实验：用8株有20片叶片，大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化．实验结果统计如下表，请分析回答下列问题：

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
开始时CO2量（单位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（单位）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（1）序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，实验变量是温度，需控制的无关变量是光照强度、二氧化碳浓度等；
（2）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的主题是：温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响；
（3）序号1、3、5、7在实验前后二氧化碳含量的变化值表示净光合作用所消耗的二氧化碳量；
（4）根据表中实验数据，在坐标图1里绘制出不同实验条件（表中所示实验条件）下该植物的光合作用速率变化曲线（①光合作用速率用光合作用时对二氧化碳的吸收量表示；②请在横坐标上注明所表示的变量和具体数值）；见答案
（5）如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中氧气含量的变化．则该装置需要作适当修改，具体修改措施是将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液（碳酸氢钠），并设置对照组；；若给该密闭装置通入C¹⁸O₂，一段时间后，装置内是否可能出现¹⁸O₂？有可能．

Answer 1

分析 根据题意和图表分析可知：生物实验的原则是控制单一变量；所以在1、3、5、7实验组合中，影响实验的因素即自变量是温度，无关变量是光照强度、二氧化碳浓度等．序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，由于没有光照，所以研究的目的是温度对植物呼吸作用强度的影响．在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．

解答 解：（1）表中1、3、5、7对应的数据表明：最初这几个实验组的所提供光照强度和CO₂量是相同的，不同的是温度，故自变量是温度，无关变量是光照强度、二氧化碳浓度．
（2）2、4、6、8对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响．
（3）在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．
（4）由表中实验数据可知：光照强度为1000 Lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时各组天竺葵的呼吸速率分别是0.1、0.4、0.9、0.8，净光合速率分别是12h后各密闭容器减少的CO₂量，依次为0.5、1.5、3.1、3.0，因光合速率=净光合速率+呼吸速率，故四个点对应的光合速率对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8．横坐标含义以温度来衡量．
（5）如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中氧气含量的变化．则该装置需要将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液（碳酸氢钠），并设置对照组；若给该密闭装置通入C¹⁸O₂，一段时间后，该二氧化碳参与光合作用会产生葡萄糖，葡萄糖会氧化分解产生水，水又可以在光合作用中光解产生氧气，因此装置内是否可能出现．
故答案为：
（1）温度，光照强度、二氧化碳浓度等；
（2）温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响；
（3）净光合作用所消耗的二氧化碳量；
（4）
（5）将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液（碳酸氢钠），并设置对照组；有可能．

点评 本题难度中等，以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为背景，考查影响光合作用的环境因素、对照实验的原则等知识，要求考生能够从材料中获取信息的能力、对知识的理解迁移能力以及画图能力．