Question

【題目】選取某植物幼苗進行無土栽培實驗，下圖為該幼苗的光合速率、呼吸速率隨溫度變化曲線圖。請據圖回答：

(1)溫度在0～5 ℃之間，該植物幼苗細胞進行呼吸作用的場所是__________。

(2)假設上述實驗在缺Mg的條件下進行，在其他條件相同的情況下，圖中的A點會向__________(填“左”或“右”)移動。

(3)溫室栽培該植物，為獲得最大經濟效益，應控制的最低溫度為________℃左右。

(4)限制AB段CO2吸收速率的主要因素是__________；圖中__________點光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的兩倍。

(5)為了探究不同條件對植物光合速率和呼吸速率的影響，用8株各有20片葉片、大小長勢相似的某盆栽植株，分別放在密閉的玻璃容器中，在不同條件下利用傳感器定時測定密閉容器中二氧化碳的含量。實驗結果統計如下表：

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)	1 000	0	1 000	0	1 000	0	1 000	0
12小時后CO2量(g)	－0.5	＋0.1	－1.5	＋0.4	－3.0	＋1.0	－3.1	＋0.8

(注：“＋”表示環境中二氧化碳增加；“－”表示環境中二氧化碳減少)

①用編號為__________的裝置可構成一個相對獨立的實驗組合，該實驗組合的目的是探究溫度對植物呼吸作用速率的影響。

②由表可知，植物光合作用最強的是第__________編號組實驗。

③現有一株某植物缺少葉黃素的變異體，將其葉片進行了紅光照射光吸收測定，與正常葉片相比，實驗結果是光吸收差異__________(填“不”或“非常”)顯著。

Answer 1

【答案】 細胞質基質和線粒體 右 20 溫度 B、D 2、4、6、8 5 不

【解析】試題分析：理解圖示橫、縱坐標的含義，明確從空氣中吸收的CO2量表示凈光合速率，而凈光合速率＝（實際）光合速率－呼吸速率：在此基礎上，結合題意并從圖示中提取信息，重點分析曲線的起點、拐點、交點、落點這“四點”以及把握曲線走勢，圍繞有氧呼吸和光合作用的過程及其影響因素等相關知識，對(1)至(4)題進行解答。解答(5)題，需由題意準確把握實驗目的并以“表格呈現的信息”為切入點，找出實驗變量（自變量、因變量、無關變量），圍繞實驗設計應遵循的原則、綠葉中色素的功能、光合作用和呼吸作用的相關知識，對各問題情境進行分析解答。

(1) 溫度在0～5 ℃之間，該植物幼苗呼吸作用O2消耗量大于零，說明細胞可進行有氧呼吸，因此呼吸作用的場所是細胞質基質和線粒體。

(2) 從空氣中吸收的CO2量表示凈光合速率，而凈光合速率＝（實際）光合速率－呼吸速率。A點時從空氣中吸收的CO2量為零，說明此時光合速率和呼吸速率相等。Mg是合成葉綠素的原料，在缺Mg的條件下葉綠素合成不足，植物的光合速率降低，但呼吸速率不變，因此A點會向右移動。

(3)當植物的凈光合速率達到最大值時有機物的積累量最多，最有利于植物生長，此時可獲得最大經濟效益。分析圖示可知：植物的凈光合速率達到最大值時所需要的最低溫度是20℃，因此溫室栽培該植物，為獲得最大經濟效益，應控制的最低溫度為20℃。

(4) AB段從空氣中吸收的CO2量隨溫度的增加而增加，說明限制AB段CO2吸收速率的主要因素是溫度。圖中B點和D點時，從空氣中吸收CO2量與細胞呼吸消耗的O2量相等，說明凈光合速率＝呼吸速率，而凈光合速率＝光合速率—呼吸速率，此時光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的兩倍。

(5) ①探究溫度對植物呼吸作用速率的影響，自變量是溫度的不同，且需要排除光合作用對實驗的干擾，即實驗時控制的光照強度應為零，可見編號為2、4、6、8的裝置可構成一個相對獨立的實驗組合，用以探究溫度對植物呼吸作用速率的影響。

②光照強度為零時的密閉容器中CO2的增加量反映的是呼吸速率，光照強度為1000Lx時的密閉容器中CO2的減少量反映的是凈光合速率，而凈光合速率＝（實際）光合速率－呼吸速率，據此分析表中信息可知：植物光合作用最強即光合速率最大的是第5編號組實驗。

③葉黃素主要吸收藍紫光，對紅光的吸收比較少，因此，對一株缺少葉黃素的變異體的植物葉片進行紅光照射光吸收測定，與正常葉片相比，實驗結果是光吸收差異不顯著。