Question

为研究某植物的生理活动，某生物兴趣小组分别设置了不同温度的8个大棚，CO₂浓度及其他外界条件相同且适宜，测得该植物的净光合速率和黑暗条件下的呼吸速率相对值如下表。请回答下列问题：

温度（℃）	20	25	30	35	40	45	50	55
净光合速率相对值	2	4	5	3	0	-4	-3	-2
呼吸速率相对值	2	3	3.5	4.5	5	4.5	3	2

（1）若大棚中每天光照、黑暗各12h，则8个大棚中的植物能够正常生长的是温度为_____的几个大棚，在温度为____时该植物的光合产物积累最快；温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同，其原因是_____________。

（2）线粒体内膜向内折叠形成的结构名称为______，这种结构的意义是__________，从而有利于细胞呼吸相关酶的附着和反应的顺利进行。

（3）若让你设计实验探究光照强度对植物光合作用的影响，则本实验的自变量是________；设置实验时，每个大棚内的温度应____，预期的实验结果是_____________。

Answer

25℃、30℃ 30℃ 有关光合作用的酶与有关呼吸作用的酶的最适温度不同 嵴 增大了线粒体内膜的表面积 光照强度 相同且适宜 在一定范围内，随着光照强度的增加，光合作用强度增强，达到最大值后不再随光照强度增加而增强

【解析】

分析表格数据可知，在40℃条件下，净光合速率相对值为0，即光合作用速率等于呼吸作用速率。每天交替进行12h光照、12h黑暗，20℃时，24h内有机物的积累量为2-2=0；25℃时，24h内有机物的积累量为4-3=1；30℃时，24h内有机物的积累量为5-3.5=1.5；35℃时，24h内有机物的积累量为3-4.5=-1.5；40℃时，24h内有机物的积累量为0-5=-5；45℃时，24h内有机物的积累量为-4-4.5=-8.5；50℃时，24h内有机物的积累量为-3-3=-6；55℃时，24h内有机物的积累量为-2-2=-4；当24h内有机物的积累量大于零，该植物能长期正常生长。

（1）植物能够正常生长必须保证一昼夜植物有机物的积累量大于0。据表可知，20℃、25℃、30℃、35℃、40℃时，一昼夜植物有机物的积累量分别为2×12-2×12=0、4×12-3×12=12、5×12-3.5×12=18、3×12-4.5×12=-18、0×12-5×12=-60，据此可知，温度为25℃、30℃时植物能正常生长，在温度为30℃时该植物的净光合速率最大，光合产物积累最快；温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同，其原因是与光合作用有关的酶及与呼吸作用有关的酶的最适温度不同。

（2）线粒体内膜向内折叠形成的结构名称为嵴，这种结构的意义是增大了线粒体内膜的表面积，有利于细胞呼吸相关酶的附着和反应的顺利进行。

（3）探究光照强度对植物光合速率的影响实验中，自变量为光照强度，根据单一变量原则，无关变量都应该相同且适宜。预期的实验结果是：在一定范围内，随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，达到最大值后不再随光照强度增加而增强。