Question

【题目】若测定A、B两种植物的叶片在不同温度下光合作用和呼吸作用速率结果如图所示。对照实验是在30℃时进行的。

注：每一项温度处理的光合作用和呼吸作用速率，以与30℃时的数据比较所得的百分率表达。

（1）光合作用光反应和暗反应所需要的能量来源分别为______________。

（2）由实验结果分析以下几个问题；

①这两种植物中，最可能原产于热带地区的是________________。

②水果在生长季节如果长期处于不致死的高温环境中，甜度会较低。参考本研究的结果，说明产生这一现象的生理基础__________________________________________。

（3）某生物兴趣小组想通过实验验证A、B两种植物在上述不同温度下会出现光合作用强度的差异，现提供如下材料用具:打孔器（用于叶片打孔）、注射器（排除叶肉细胞间隙中的空气）、烧杯，请说明他们的实验设计思路________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 光能、ATP A 在不致死的高温下，光合作用速率下降，而呼吸速率仍然很高，所以糖的净产量（积累量）减少， 水果贮存的糖分较少 取A、B植物生长旺盛的叶片，分别用打孔器打出小圆形片若干，用注射器排出叶肉细胞间隙的气体后随机均分为6组，放在暗处盛有清水的烧杯中，分别将这六组放置在六种不同的温度下（35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃），在适宜的光照和相同的时间后，观察和记录各装置中叶片浮起的数量

【解析】试题分析：本题以反映实验结果的曲线图为载体，综合考查学生对光合作用的过程及环境因素对光合作用强度的影响等相关知识的熟记和理解能力以及对实验设计能力。解答此题需理解曲线横、纵坐标的含义，重点分析起点、拐点、交点、落点这“四点”以及把握曲线走势，依据实验目的明辨实验变量（自变量、因变量、无关变量）。在此基础上结合题意并从图示中提取信息，对各问题情境进行分析解答。

(1) 光合作用的光反应必须有光才能进行，所需要的能量来源于光能；暗反应不需要光，但需要光反应产生的ATP提供能量。

(2) 分析图示可知：①植物A、B光合速率开始下降的温度依次是50℃和40℃，而呼吸速率开始下降的温度依次是55℃和50℃。可见，A植物较B植物耐高温，所以植物A最可能生活在热带地区。②水果在生长季节，如果长期处于不致死的高温环境中，光合速率下降，合成的糖类等有机物减少，而呼吸速率仍然很高，消耗的糖类较多，导致糖的净产量（积累量）减少，水果贮存的糖分较少，所以甜度会较低。

(3)依题意和提供的材料用具可知：通过实验验证A、B两种植物在上述不同温度下会出现光合作用强度的差异，自变量是不同温度和A、B两种植物的叶片，因变量是依据单位时间内叶圆片上浮的数量来推测光合作用强度，而叶圆片的沉浮于取决于光合作用和呼吸作用导致的气体是否在细胞间积累，因此实验开始时应排除叶肉细胞间隙的气体。依据实验设计遵循的相关原则和曲线图呈现的六种不同的温度可推知，该实验设计思路为：取A、B植物生长旺盛的叶片，分别用打孔器打出小圆形片若干；用注射器排出叶肉细胞间隙的气体后随机均分为6组，放在暗处盛有清水的烧杯中；分别将这六组放置在六种不同的温度下（35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃），在适宜的光照和相同的时间后，观察和记录各装置中叶片浮起的数量。