Question

12．为了探究温度、光照强度对植物吸收CO₂速率的影响，某兴趣小组在适宜的CO₂浓度下，分别用两种温度（用t表示，t₁＞t₂）和不同的光照强度对某植物进行光合作用实验，得到如图所示的结果．
（1）光照强度在a～k范围内，限制该植物吸收CO₂的速率的主要环境因素是光照强度和温度
（2）如果该植物吸收CO₂的速率以摩尔数/单位时间来表示，那么在光照强度为g、温度为为t₁时，该植物产生O₂的速率是6摩尔/单位时间．
（3）假定在24小时中，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t₁和t₂时都能生长的光照强度至少要大于g
（4）在光照强度为k的情况下，该兴趣小组根据实验结果，得出“此植物在温度为t₁时，吸收CO₂的速率最大”的结论．如仅依据图示结果，得出上述结论并不妥当，请你在该兴趣小组的实验基础上提出改进思路：在t2和t1间以及大于t1的范围内设置温度梯度，以光照强度为K进行实验．
在上述探究实验的全过程中，除了必须控制好自变量：温度外，还需要保持无关变量相同且适宜，才能使实验结果具有价值．

Answer 1

分析 本题主要考查影响光合作用的环境因素．
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱．
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强．当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．

解答 解：（1）很据题干中“分别用两种温度（用t表示，t₁＞t₂）和不同的光照强度对某植物进行光合作用实验，得到如下图所示的结果”可知，光照强度在a～k范围内，限制该植物吸收CO₂的速率的主要环境因素是光照强度和温度．
（2）从图示看出，在光照强度为g、温度为为t₁时，该植物的净光合速率为4摩尔/单位时间，呼吸速率为2摩尔/单位时间．根据真光合速率=净光合速率+呼吸速率，可知植物产生O₂的速率=4+2=6摩尔/单位时间．
（3）植物能生长必须保证在24小时中的净光合速率大于0．在t₁时，植物的呼吸速率为2，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t₁时能生长的净光合速率为X，则净光合速率=8X-16×2＞0，X＞4，故光照强度至少要大于g；在t₂时，植物的呼吸速率为1，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t₂时能生长的净光合速率为X，则净光合速率=8X-16×1＞0，X＞2，故光照强度至少要大于g．因此，假定在24小时中，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t₁和t₂时都能生长的光照强度至少要大于g．
（4）在光照强度为k的情况下，该兴趣小组根据实验结果，得出“此植物在温度为t₂时，吸收CO₂的速率最大”的结论．仅依据图示结果，得出上述结论并不妥当，在该兴趣小组的实验基础上的改进思路司：在t₂和t₁间以及大于t₁的范围内设置温度梯度，以光照强度为K进行实验．在上述探究实验的全过程中，除了必须控制好自变量：温度外，还需要保持无关变量相同且适宜，才能使实验结果具有价值．
故答案为：（1）光照强度和温度  
（2）6  
（3）g 
（4）在t2和t1间以及大于t1的范围内设置温度梯度，以光照强度为K进行实验   温度   保持无关变量相同且适宜

点评 本题意在考查学生对图形的分析和理解能力．光合作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．要注意，对于绿色植物来说，在有光的条件下可以进行光合作用，也可以进行细胞呼吸，在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究细胞呼吸与光合作用的关系．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．