Question

某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验：用8株有20片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化．实验结果统计如表，请分析回答下列问题：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
开始时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）序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，实验变量是

 

，需控制的无关变量是

 

．（至少答两个）
（2）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合则该实验组合研究的主题是：

 

．
（3）根据表中实验数据，在图1里标出光照强度为1000Lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时的表观光合速率和真正光合速率，并请注明横坐标所表示的变量和具体数值．

 

（4）在光照强度为1000Lx，温度为30℃时，12小时每株天竺葵可积累葡萄糖

 

g．（计算结果保留一位小数．相对原子质量C-12，H-1，O-16）．
（5）如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中氧气含量的变化．则该装置需要作适当修改，具体修改措施是

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、二氧化碳浓度等．
本实验的研究目的是“探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响”，根据题意和图表分析可知：生物实验的原则是控制单一变量；所以在1、3、5、7实验组合中，影响实验的因素即自变量是温度，无关变量是光照强度、二氧化碳浓度等．序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，由于没有光照，所以研究的目的是温度对植物呼吸作用强度的影响．在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．

解答： 解：（1）表中1、3、5、7对应的数据表明：最初这几个实验组的所提供光照强度和CO₂量是相同的，不同的是温度，故自变量是温度，无关变量是光照强度、二氧化碳浓度．
（2）2、4、6、8对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响．
（3）由表中实验数据可知：光照强度为1000 Lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时各组天竺葵的呼吸速率分别是0.1、0.4、0.9、0.8，净光合速率分别是12h后各密闭容器减少的CO₂量，依次为0.5、1.5、3.1、3.0，因光合速率=净光合速率+呼吸速率，故四个点对应的光合速率对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8．横坐标含义以温度来衡量．
（4）光照强度为1000Lx，温度为30℃时，12小时每株天竺葵净消耗的CO₂量是3.1g，根据光合作用的反应式可知植物消耗264g的CO₂能产生180g的葡萄糖，因此消耗的3.1gCO₂量可为天竺葵积累葡萄糖2.1g．
（5）如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中氧气含量的变化．则该装置需要作适当修改，具体修改措施是蒸馏水改为CO₂缓冲液，并设对照组．
故答案为：
（1）温度         光照强度、CO₂浓度、PH等
（2）温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响
（3）如图
（4）2.1
（5）蒸馏水改为CO₂缓冲液，并设对照组

点评：本题难度中等，以探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响为背景，考查影响光合作用的环境因素、对照实验的原则等知识，要求考生能够从材料中获取信息的能力、对知识的理解迁移能力以及画图能力．影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等，其中光照强度主要影响光反应，二氧化碳浓度主要影响暗反应；影响光合作用的内在因素有：色素的含量、酶的数量、五碳化合物的含量等．