Question

I（21分）為探究影響光合速率（單位：μmol·m^-2·s^-1）的因素，科研人員利用玉米和大麥在適宜的溫度、光照強(qiáng)度下進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如右圖。請(qǐng)回答：

⑴從圖中可以看出，影響光合作用的因素有 　   　  、        和         。

⑵如果將長(zhǎng)勢(shì)相同的玉米和大麥幼苗共同種植在一個(gè)透明密閉的裝置中，保持題干中的條件和21%的O₂環(huán)境，一段時(shí)間后，       幼苗先死亡。理由是                 。

⑶由圖可知，大麥植株處于不同CO₂濃度下，其光合作用速率均以含O₂量為     時(shí)最高；隨著含O₂量增加，光合速率會(huì)            。

⑷某人擬利用下列材料用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步探究較低和較高氧氣濃度對(duì)玉米光合速率的影響。請(qǐng)幫助完成下列實(shí)驗(yàn)方案。

材料用具：玉米幼苗3株，適宜濃度的完全培養(yǎng)液（含植物生長(zhǎng)的全部必需無機(jī)鹽離子），適宜濃度的N_aHCO₃溶液（維持CO₂含量在大氣水平），培養(yǎng)裝置，照明燈，O₂發(fā)生器等。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①組裝培養(yǎng)裝置并編號(hào)為甲、乙、丙。培養(yǎng)裝置除規(guī)格滿足實(shí)驗(yàn)需要并方便添加物質(zhì)和取樣分析外，還應(yīng)                    。

②向甲、乙、丙中分別加入等量且適量的完全培養(yǎng)液和N_aHCO₃溶液，振蕩搖勻，各放入1株玉米幼苗

③向裝置甲、乙中分別充入相同體積的4%O₂和50%O₂，丙組              作為對(duì)照。

④在                   條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，實(shí)驗(yàn)過程中保持培養(yǎng)液的有氧環(huán)境。

⑤觀察記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較得出結(jié)論。

結(jié)果與結(jié)論（略）。

討論：為盡量減少實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的處理應(yīng)注意：

a．                                                         ；

b．                                                         。

II．（9分）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(zhǎng)勢(shì)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(cè)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)如下表，請(qǐng)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（單位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12ｈ后CO2量（單位）	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                      。

（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）序號(hào)1、3、5、7在實(shí)驗(yàn)前后二氧化碳含量的變化值的含義是                             。

（4）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖里繪制出不同實(shí)驗(yàn)條件（表中所示實(shí)驗(yàn)條件）下該植物的呼吸作用速率變化曲線圖和真光合作用速率變化曲線圖（請(qǐng)?jiān)跈M坐標(biāo)上注明所表示的變量和具體數(shù)值）。

（5）若想確定天竺葵生長(zhǎng)的最適合光照強(qiáng)度，請(qǐng)?jiān)诒緦?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上寫出進(jìn)一步探究的實(shí)驗(yàn)思路：

                                                                           

 

Answer 1

【答案】

I.⑴植物類型（或：植物種類）   CO₂濃度  O₂濃度（三個(gè)空，每空一分）

⑵大麥  在其他條件相同時(shí)，玉米的光合速率比大麥高得多，且玉米能利用低濃度CO₂進(jìn)行光合作用，大麥不能

⑶4%   明顯下降（逐漸降低）

⑷①透明且密閉　�、鄢淙胂嗤�體積的21%O₂　�、芟嗤�且適宜（的光照、溫度等）　　討論：a．幼苗應(yīng)生長(zhǎng)良好且長(zhǎng)勢(shì)一致　　b．進(jìn)行平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)（或每組需用多株玉米幼苗進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

II．（9分）

（1）溫度（1分）   光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等（1分）

（2）溫度對(duì)植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響（1分）

（3）凈光合作用所消耗的二氧化碳量（1分）

（4）如圖所示（3分）：橫坐標(biāo)1分，一個(gè)曲線1分。

（5）在溫度30℃左右改變光照強(qiáng)度，設(shè)置多個(gè)梯度光照強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其他條件與原實(shí)驗(yàn)相同，測(cè)定比較單位時(shí)間內(nèi)的CO2吸收量。(2分)

【解析】

試題分析：

I.（1）從圖中可以看出，玉米和大麥在相同條件下，光合速率不同；對(duì)于大麥來說，在不同的O₂濃度下，光合速率也不同；從橫坐標(biāo)可以看出，不同的CO₂濃度，光合速率不同。綜上，影響光合速率的因素是植物種類、O₂濃度和CO₂濃度。

（2）將長(zhǎng)勢(shì)相同的玉米和大麥幼苗共同種植在一個(gè)透明密閉的裝置中，在其他條件相同時(shí)，玉米的光合速率比大麥高得多，且玉米能利用低濃度CO₂進(jìn)行光合作用，大麥不能因此當(dāng)CO₂濃度下降時(shí)，大麥最先死亡；

（3）從圖中可以看出，當(dāng)O₂濃度為4%時(shí)，光合速率最高，并且隨著O₂濃度的增加，光合速率下降。

（4）①因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄枯^低和較高氧氣濃度對(duì)玉米光合速率的影響，故裝置要求是密閉并且透光。③向裝置甲、乙中分別充入相同體積的4%O₂和50%O₂，為了對(duì)照，丙組應(yīng)該沖入相同體積的21%O₂。

④在對(duì)植物進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，應(yīng)提供相同且適宜的環(huán)境條件：如光照、溫度等。

討論：為盡量減少實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，要注意以下兩個(gè)方面a．幼苗應(yīng)生長(zhǎng)良好且長(zhǎng)勢(shì)一致；b．進(jìn)行平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)（或每組需用多株玉米幼苗進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

II.（1）序號(hào)1、3、5、7組中，實(shí)驗(yàn)條件的不同之處在于溫度，故溫度是自變量，而其他光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等因素都會(huì)影響光合速率。

（2）序號(hào)2、4、6、8組，自變量是溫度，但是光照強(qiáng)度都為0，植物只進(jìn)行呼吸作用，故實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)是：溫度對(duì)植物呼吸作用（強(qiáng)度/速率）的影響

（3）序號(hào)1、3、5、7組，自變量是溫度，光照強(qiáng)度相同，故植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，則二氧化碳的變化值為凈光合作用所消耗的二氧化碳量。

（4）根據(jù)表格中2、4、6、8組數(shù)據(jù)，可以繪制出呼吸速率變化曲線，1、3、5、7組是凈光合速率的變化曲線，真正光合速率曲線應(yīng)該等于呼吸速率與凈光合速率之和，故可以做曲線見答案。

（5）若想確定天竺葵生長(zhǎng)的最適合光照強(qiáng)度，根據(jù)上題中真正光合速率曲線，可以推知，最適光照強(qiáng)度應(yīng)該在30LX左右。

考點(diǎn)：本題考查光合作用和呼吸作用的綜合知識(shí)，意在考查考生識(shí)圖能力和理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；具有對(duì)一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。