Question

某科研小组以水稻为研究对象，在盆栽条件下，利用人工气候室、CO₂测定仪等进行了甲、乙两个实验研究工作，结果如甲、乙图所示。丙图为某成员绘制的水稻叶肉细胞内的部分结构及相关的代谢过程，请据图分析回答：

（1）据甲图结果可知，甲实验的目的是探究____________________对水稻光合速率的影响。

（2）科研小组进行甲实验中测定光合速率时每天选定在8：30～11：30这一时间段是为了控制__________________等无关变量。

（3）利用该装置研究温度对植物呼吸作用的影响时，实验需要在保证施氮量相同及__________  等条件下进行。

（4）乙图中M点表示的生物学意义是________________________________。在M点时，可以发生丙图中的哪些过程?___________ （用丙图中字母表示）。在40℃～60℃范围内，随温度上升，呼吸作用和光合作用的变化速率不同，其主要原因是_____________________。

（5）分析上述实验，若想更有效地提高作物的产量，可以采取的措施是_________（回答出两项即可）。

Answer

（1）CO2浓度和施氮量

（2）光照强度、温度

（3）黑暗

（4）光合作用强度等于呼吸作用强度 a、b 催化呼吸作用的酶更耐高温（或催化光合作用的酶对高温更敏感）

（5）适当增加CO2浓度，适当施用氮肥，控制好温度等

【解析】

试题分析：

（1）从甲图结果可知，甲实验的自变量是CO2浓度和施氮量，因此甲实验的目的是探究不同大气CO2浓度和施氮量对水稻光合速率的影响。

（2）根据单一变量原则，科研小组进行甲实验过程中测定光合速率每天选定8：30～11：30这一时间段是为了控制光照强度、温度等无关变量，可以排除无关变量对实验的干扰。

（3）利用该装置研究温度对植物呼吸作用的影响时，温度是自变量，同时要考虑绿色植物的光合作用，所以该装置需要在施氮量相同及黑暗等条件下进行。

（4）根据乙图纵坐标CO2消耗量或产生量可知，该图的光合作用曲线表示实际光合作用速率，M点为光合作用的速率曲线与呼吸作用的速率曲线的交点，故表示是光合作用的强度等于呼吸作用的强度（或光合作用CO2消耗量等于呼吸作用CO2产生量或光合作用速率等于呼吸作用速率或有机物积累量为零）；所以在M点时，可以发生丙图中的a、b过程；在40℃～60℃范围内，随着温度上升，由于催化呼吸作用的酶更耐高温，而催化光合作用的酶对高温更敏感，因此呼吸作用和光合作用的变化速率不同。

（5）分析上述实验，若想更有效地提高作物的产量，可以采取的措施是适当增加CO2浓度，适当施用氮肥，控制好温度等。

考点：本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查考生运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力和识图能力。