Question

回答下列關于天竺葵光合作用的系列問題．

Ⅰ、光合作用反應如圖1，A，B，C，D分別表示物質，X，Y分別表示生理過程．
（1）圖1中X發生的場所為

 

Y是

 

，物質D是

 

，物質B的中文名稱是

 

．
（2）光合作用中最終的電子供體是

 

．
（3）圖示箭頭①表明

 

A．該光強下，光合作用強度等于呼吸作用強度
B．該光強下，光合作用強度小于呼吸作用強度
C．該光強下，光合作用強度大于呼吸作用強度
D．該光強下，植物進行了光合作用
Ⅱ、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（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
開始時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

（4）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，實驗變量是

 

，需控制的無關變量是

 

．（至少答兩個）
（5）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：

 

．
（6）根據表中實驗數據，在坐標圖2里標出光照強度為1000Lx，溫度分別為10℃、20℃、30℃和40℃時的光合速率，并請注明橫坐標所表示的變量和具體數值．
（7）在光照強度為1000Lx，溫度為30℃時，12小時每株天竺葵可積累葡萄糖

 

g．（計算結果保留一位小數．相對原子質量C-12，H-1，O-16）．
（8）如果用圖3所示的裝置來探究光照強度和光合作用速率的關系，且測量指標為裝置中氧氣含量的變化．則該裝置需要作適當修改，具體修改措施是

 

．

Answer 1

考點：光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,影響光合作用速率的環境因素,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：光合作用反應如圖1，分別表示物質A、H₂O，B、還原型輔酶Ⅱ，C、ADP，D、ATP，X表示光反應生理過程，場所是葉綠體的基粒類囊體，Y表示暗反應生理過程，發生在葉綠體的基質中．
Ⅱ：生物實驗的原則是控制單一變量；分析表格：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、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．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）光合作用的光反應：①光解水，產生氧氣．②將光能轉變成化學能，產生ATP，為碳反應提供能量．③利用水光解的產物氫離子，合成NADPH（還原型輔酶Ⅱ），為碳反應提供還原劑NADPH（還原型輔酶Ⅱ）．圖1中X光反應發生的場所為基粒類囊體，Y暗反應的卡爾文循環，物質D是ATP，物質B的中文名稱是還原型輔酶Ⅱ．
（2）氧化態的放氧復合體從水中獲取電子，使水光解．2H₂O→O₂+2（2H⁺）+4e-．
（3）圖示箭頭①表明，該光強下，植物進行了光合作用．
（4）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．
（5）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．
（6）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：

（7）光照強度為1000Lx，溫度為30℃時，12小時每株天竺葵凈消耗的CO₂量是3.1g，根據光合作用的反應式可知植物消耗264g的CO₂能產生180g的葡萄糖，因此消耗的3.1gCO₂量可為天竺葵積累葡萄糖2.1g．
（8）探究光照強度和光合作用速率的關系，且測量指標為裝置中氧氣含量的變化．則該裝置需要作適當修改，將蒸餾水改為二氧化碳緩沖液（碳酸氫鈉）并設置對照，保證充足的二氧化碳供應，并且使變量唯一．
故答案：
（1）基粒類囊體 卡爾文循環 ATP 還原型輔酶Ⅱ
（2）H₂O
（3）D
（4）溫度　  光照強度、二氧化碳濃度
（5）探究溫度對植物呼吸作用速率的影響
（6）見右圖（四個點正確，橫坐標含義正確，不得連線，四個點對應的數值依次為0.6、1.9、4.0、3.8）

（7）2.1
（8）將蒸餾水改為二氧化碳緩沖液（碳酸氫鈉）并設置對照

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，本題結合圖表，考查影響光合作用的因素及探究實驗，意在考查考生分析表格和處理數據的能力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，難度中等；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．