Question

某同學(xué)為了探究不同條件對(duì)植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響，做了如下實(shí)驗(yàn)：用8株有20片葉片、大小和長勢相似的天竺葵盆栽植株，分別放在密閉的玻璃容器中，在不同實(shí)驗(yàn)條件下，利用傳感器定時(shí)測定密閉容器中二氧化碳含量的變化．實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表，請分析回答下列問題：

編號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8
溫度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照強(qiáng)度（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
開始時(shí)CO2量（g）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（g）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（1）序號(hào)1、3、5、7可構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，在該實(shí)驗(yàn)組合中，實(shí)驗(yàn)變量是

 

，需控制的無關(guān)變量是

 

．（至少答兩個(gè)）
（2）序號(hào)2、4、6、8可構(gòu)成另一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合則該實(shí)驗(yàn)組合研究的主題是：

 

．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖1里標(biāo)出光照強(qiáng)度為1000Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時(shí)的表觀光合速率和真正光合速率，并請注明橫坐標(biāo)所表示的變量和具體數(shù)值．

 

（4）在光照強(qiáng)度為1000Lx，溫度為30℃時(shí)，12小時(shí)每株天竺葵可積累葡萄糖

 

g．（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)．相對(duì)原子質(zhì)量C-12，H-1，O-16）．
（5）如果用圖2所示的裝置來探究光照強(qiáng)度和光合作用速率的關(guān)系，且測量指標(biāo)為裝置中氧氣含量的變化．則該裝置需要作適當(dāng)修改，具體修改措施是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細(xì)胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：影響光合作用的環(huán)境因素包括：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等．
本實(shí)驗(yàn)的研究目的是“探究不同條件對(duì)植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響”，根據(jù)題意和圖表分析可知：生物實(shí)驗(yàn)的原則是控制單一變量；所以在1、3、5、7實(shí)驗(yàn)組合中，影響實(shí)驗(yàn)的因素即自變量是溫度，無關(guān)變量是光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等．序號(hào)2、4、6、8可構(gòu)成另一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，由于沒有光照，所以研究的目的是溫度對(duì)植物呼吸作用強(qiáng)度的影響．在實(shí)驗(yàn)中測得的二氧化碳量是凈光合作用量，等于植物實(shí)際光合作用量-細(xì)胞呼吸量．

解答： 解：（1）表中1、3、5、7對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表明：最初這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組的所提供光照強(qiáng)度和CO₂量是相同的，不同的是溫度，故自變量是溫度，無關(guān)變量是光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度．
（2）2、4、6、8對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表明：這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組都在無光照的條件下進(jìn)行，設(shè)置10℃、20℃、30℃和40℃的溫度差可探究溫度對(duì)植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響．
（3）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：光照強(qiáng)度為1000 Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時(shí)各組天竺葵的呼吸速率分別是0.1、0.4、0.9、0.8，凈光合速率分別是12h后各密閉容器減少的CO₂量，依次為0.5、1.5、3.1、3.0，因光合速率=凈光合速率+呼吸速率，故四個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光合速率對(duì)應(yīng)的數(shù)值依次為0.6、1.9、4.0、3.8．橫坐標(biāo)含義以溫度來衡量．
（4）光照強(qiáng)度為1000Lx，溫度為30℃時(shí)，12小時(shí)每株天竺葵凈消耗的CO₂量是3.1g，根據(jù)光合作用的反應(yīng)式可知植物消耗264g的CO₂能產(chǎn)生180g的葡萄糖，因此消耗的3.1gCO₂量可為天竺葵積累葡萄糖2.1g．
（5）如果用圖2所示的裝置來探究光照強(qiáng)度和光合作用速率的關(guān)系，且測量指標(biāo)為裝置中氧氣含量的變化．則該裝置需要作適當(dāng)修改，具體修改措施是蒸餾水改為CO₂緩沖液，并設(shè)對(duì)照組．
故答案為：
（1）溫度         光照強(qiáng)度、CO₂濃度、PH等
（2）溫度對(duì)植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響
（3）如圖
（4）2.1
（5）蒸餾水改為CO₂緩沖液，并設(shè)對(duì)照組

點(diǎn)評(píng)：本題難度中等，以探究不同條件對(duì)植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響為背景，考查影響光合作用的環(huán)境因素、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的原則等知識(shí)，要求考生能夠從材料中獲取信息的能力、對(duì)知識(shí)的理解遷移能力以及畫圖能力．影響光合作用的環(huán)境因素有：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等，其中光照強(qiáng)度主要影響光反應(yīng)，二氧化碳濃度主要影響暗反應(yīng)；影響光合作用的內(nèi)在因素有：色素的含量、酶的數(shù)量、五碳化合物的含量等．