Question

【題目】為探究不同光暗交替頻率對某植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長健壯、狀態(tài)基本相同的某植物為材料，設(shè)計了如下圖1所示的A、B、C、D四組實驗。其中A組先光照4min后黑暗處理4min；B組先光照lmin后黑暗處理lmin，交替四個周期；C組先光照30s后黑暗處理30s，交替8個周期；D連續(xù)光照8min。實驗結(jié)果是A組植物積累有機(jī)物的相對含量為M1%， B組為M2%，C組為M3%，D組為100%。圖2為該植物某生命活動的過程示意圖。據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：

（1）本實驗中，四組實驗選擇的植株要“生長健壯、狀態(tài)基本相同”，其目的是____________。試再舉出兩種影響本實驗結(jié)果的環(huán)境因子：________________________。

（2）圖1實驗中，光處理產(chǎn)生的____________，會在____________（場所）中被用于圖2的_________過程（填序號）。圖2中表示呼吸作用過程的是____________（填序號）。

（3）預(yù)期A、B、C組結(jié)果的M1、M2 、M3數(shù)值大小關(guān)系為___________。綜合四組實驗結(jié)果，試解釋該植物光合速率隨光暗交替頻率變化的原因是______________________。

Answer 1

【答案】 排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾 C02濃度、溫度等 [H]、ATP 葉綠體基質(zhì) ②③ ①⑤ M1<M2<M3 隨著光暗交替頻率的加快，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP能夠迅速被暗反應(yīng)利用，暗反應(yīng)的有效時間有所增加，提高了光能的利用率

【解析】試題分析：本題以實驗程序示意圖和生理過程圖為情境，綜合考查學(xué)生對光合作用、細(xì)胞呼吸等相關(guān)知識的熟記和理解能力。解答此題需從圖示中提取信息，明辨圖1光暗交替頻率的變化趨勢、準(zhǔn)確定位圖2中數(shù)字所指代的生理過程。在此基礎(chǔ)上結(jié)合題意并圍繞光合作用、細(xì)胞呼吸的知識對各問題情境進(jìn)行分析解答。

(1)依題意可知：本實驗的目的是探究不同光暗交替頻率對某植物光合作用的影響，實驗選擇的植株為無關(guān)變量，為了排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾，選擇的植株要“生長健壯、狀態(tài)基本相同”。此外C02濃度、溫度等環(huán)境因子也是影響本實驗結(jié)果的無關(guān)變量。

(2)圖2中的①為有氧呼吸或無氧呼吸的第一階段，②③為暗反應(yīng)階段中的三碳化合物的還原，④為暗反應(yīng)階段中的二氧化碳固定，⑤為有氧呼吸或無氧呼吸的第二階段，即圖2中表示呼吸作用過程的是①⑤。圖1實驗中，在光照條件下，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP用于在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的②③所示的三碳化合物的還原。

(3)與D組相比，隨著A、B、C三組的光暗交替頻率的加快，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP能夠迅速被暗反應(yīng)利用，暗反應(yīng)的有效時間有所增加，提高了光能的利用率，因此A、B、C組實驗結(jié)果的M1、M2、M3數(shù)值大小關(guān)系為M1<M2<M3。