Question

2010年8月5日人民日报海外版报道，叛国一项耗资数亿美元的环保新能源研究项目“人工光合作用”今年启动．“人工光合作用”是将太阳能转换为氢气、甲醇或乙醇等化学燃料，直接用在汽车等燃烧液态的机械中，有利于解决当今世界面临的能源危机．以下是某中学生研究性学习小组研究光合作用和呼吸作用的实验，请分析回答下列问题：
将8株各有20个叶片、大小和长势相似的盆栽天竺葵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．实验结果统计如表所示，据此请分析回答下列问题．

实验编号	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（单位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（单位）	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，则该实验组合研究的课题是

 

，其自变量是

 

，该实验课题下实验前后二氧化碳含量变化值的含义是

 

．
（2）2、4、6、8实验中，叶肉细胞能产生ATP的场所有

 

．
（3）若突然将第3组中的光照强度改为3000单位（其他条件不变），则该植物叶绿体中ATP的含量变化是

 

，五碳化合物的含量变化是

 

．
（4）该植物在30℃、1000LX情况下，光合作用每小时消耗的CO₂量为

 

单位．
（5）若以新鲜绿叶为材料提取叶绿体中的色素，需要使用的化学药品有二氧化硅、无水乙醇和碳酸钙等，其中无水乙醇的作用是

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,叶绿体色素的提取和分离实验,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,有氧呼吸的过程和意义

专题：

分析：根据题意和图表分析可知：
1、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，研究的目的是温度对光合作用强度的影响．
2、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．
3、在实验中测得的二氧化碳减少量是净光合作用量，等于植物实际光合作用消耗量-细胞呼吸产生量．

解答： 解：I（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，探究的是温度对植物光合作用速率（强度）的影响．在实验中测得的二氧化碳减少量是净光合作用量，等于植物实际光合作用消耗量-细胞呼吸产生量．
（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，只有细胞呼吸，所以叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．
（3）光照强度改为3000单位（其他条件不变），光合作用的光反应加快，则该植物叶绿体中ATP的含量增加，三碳化合物的还原加快，同时二氧化碳的固定原速度不变，故三碳化合物的浓度减少．五碳化合物由于暗反应的还原加快和二氧化碳的固定原速度不变，而浓度增加．
（4）该植物在30℃、1000LX情况下，光合作用12小时消耗的CO₂量=净光合作用消耗量+细胞呼吸产生量=（5.0-1.9）+（5.9-5）=4单位，则光合作用每小时消耗的CO₂量为4÷12=

1

3

单位．
（5）若以新鲜绿叶为材料提取叶绿体中的色素，需要使用的化学药品有二氧化硅、无水乙醇和碳酸钙等，加入二氧化硅的目的是使研磨更充分，加入碳酸钙的目的是保护叶绿体色素，防止色素被破坏，加入无水乙醇的作用是溶解叶绿体中的色素．
故答案为：
（1）探究温度对植物光合作用速率（强度）的影响　　温度　　净光合作用所消耗的二氧化碳的量　
（2）细胞质基质和线粒体　　
（3）增多　　增多　　
（4）

1

3

　　　　　　
（5）溶解叶绿体中的色素

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