Question

某同學為了探究不同條件對植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響，做了如下實驗：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，在不同實驗條件下，利用傳感器定時測定密閉容器中二氧化碳含量的變化．實驗結果統計如下表，請分析回答下列問題：

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

（1）序號1、3、5、7可構成一個相對獨立的實驗組合，在該實驗組合中，影響實驗的因素是

 

，需要控制的影響實驗因素是

 

．
（2）序號2、4、6、8可構成另一個相對獨立的實驗組合，則該實驗組合研究的主題是

 

．
（3）序號1、3、5、7在實驗前后二氧化碳含量的變化值的含義是

 

．
（4）根據表中實驗數據，在坐標圖里繪制出不同實驗條件（表中所示實驗條件）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（請在橫坐標上注明所表示的變量和具體數值）．
（5）若將第3組中的光照強度改為3000單位（其他條件不變），則該植物葉綠體中的三碳化合物、五碳化合物的含量變化依次為

 

、

 

．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：根據題意和圖表分析可知：生物實驗的原則是控制單一變量；所以在1、3、5、7實驗組合中，影響實驗的因素即變量是溫度，無關變量是光照強度、二氧化碳濃度等．序號2、4、6、8可構成另一個相對獨立的實驗組合，由于沒有光照，所以研究的目的是溫度對植物呼吸作用強度的影響．在實驗中測得的二氧化碳量是凈光合作用量，等于植物實際光合作用量-細胞呼吸量．在實驗過程中，增強光照強度，光反應增強，產生的[H]和ATP增多，還原三碳化合物的量增加，導致生物的有機物和五碳化合物的含量增多．

解答： 解：（1）表中1、3、5、7對應的數據表明：最初給這幾個實驗組所提供光照強度和CO₂量是相同的，不同的是溫度，所以溫度是自變量，光照強度、二氧化碳濃度是無關變量．
（2）2、4、6、8對應的數據表明：這幾個實驗組都在無光照的條件下進行，設置10℃、20℃、30℃和40℃的溫度差可探究溫度對植物呼吸作用（強度/速率）的影響．
（3）在實驗中測得的二氧化碳量是凈光合作用量，等于植物實際光合作用量-細胞呼吸量．
（4）由表中實驗數據可知：光照強度為1000 Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時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，因真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，所以四個點對應的光合速率對應的數值依次為0.6、1.9、4.0、3.8，橫坐標表示溫度，坐標圖如圖：
  
（5）光照強度改為3000單位（其他條件不變），光合作用的光反應加快，三碳化合物的還原加快，同時二氧化碳的固定原速度不變，故三碳化合物的濃度減少．五碳化合物由于暗反應的還原加快和氧化碳的固定原速度不變，而濃度增加．
故答案為：
（1）溫度   光照強度、二氧化碳濃度等    
（2）溫度對植物呼吸作用（強度/速率）的影響 
（3）凈光合作用所消耗的二氧化碳量
（4）如圖所示：橫坐標，一個曲線．
（5）減少、增多

點評：本題以探究不同條件對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因素及探究實驗，意在考查學生從材料中獲取信息的能力和對知識的理解遷移能力，能理解所學知識要點，把握知識間內在聯系的能力；能用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式準確地描述生物學方面的內容的能力．