Question

选取某植物幼苗进行无土栽培实验，下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化曲线图。请据图回答：

 

（1）假设上述实验在缺 Mg 的条件下进行，在其他条件相同的情况下，图中的 A 点会向_____（左、右）移动。

（2）温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为_____℃。

（3）限制 AB 段 CO₂ 吸收速率的主要因素是_____；图中_____点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。

（4）为了探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响，用 8 株各有 20 片叶片、大小长势相似的某盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同条件下利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳的含量。实验结果统计如下表：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（Lx）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
12小时后CO2量（g）	‒0.5	+0.1	‒1.5	+0.4	‒3.0	+1.0	‒3.1	+0.8

（注：“＋”表示环境中二氧化碳增加；“－”表示环境中二氧化碳减少）

①用编号为_____的装置可构成一个相对独立的实验组合，该实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响。欲探究其细胞呼吸的最适温度，实验设计思路是在_____℃之间缩小温度梯度做平行实验。

②由表可知，植物光合最强的是第_____编号组实验。

③现有一株某植物的叶黄素突变体，将其叶片进行了红光照射光吸收测定，与正常叶片相比，实验结果是光吸收差异_____（“不”或“非常”）显著。

Answer

右 20 温度 B、D 2、4、6、8 20-40 5 不

【解析】

据图分析，实线为从空气中吸收的二氧化碳量，代表净光合速率；虚线为呼吸作用氧气的消耗量，代表的是呼吸速率。净光合速率=光合速率-呼吸速率，A点从空气中吸收的二氧化碳为0，光合作用小于或等于呼吸作用，光合作用产生的氧气完全被呼吸作用吸收；随着温度的升高，光合作用和呼吸作用都逐渐增强，大于5℃后净光合作用大于0，即光合作用大于呼吸作用。

（1）假设上述实验在缺 Mg 的条件下进行，则叶绿素的合成不足，导致光合速率降低，但是不影响呼吸速率，因此A点将右移。

（2）净光合速率最大时最有利于植物生长，因此温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为20℃。

（3）据图分析，图中AB段，随着温度的增加，净光合速率不断增加，说明该段限制二氧化碳吸收速率的主要因素是温度；图中B点和D点两条曲线相交，说明净光合速率=呼吸速率，而净光合速率=光合速率-呼吸速率，因此这两点的光合速率是呼吸速率的两倍。

（4）①根据题意分析，若实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响，则实验的自变量是温度，因变量是呼吸速率，而呼吸速率的测定应该排除光合作用的影响，因此该实验应该在无光照的条件下进行，则可以用表格中编号为2、4、6、8的装置可构成一个相对独立的实验组合。表格数据显示，实验温度范围内，6组12小时后CO2量最多，说明该温度（30℃）条件下呼吸速率最高，因此欲探究其细胞呼吸的最适温度，实验设计思路是在20-40℃之间缩小温度梯度做平行实验。

②同一温度条件下的两组实验分别代表了该温度条件下的净光合速率和呼吸速率，两者绝对值的和代表了光合速率，由表数据可知，第5组实验的光合速率最大。

③叶黄素主要吸收蓝紫光，因此将某植物的叶黄素突变体的叶片进行红光照射光吸收测定，与正常叶片相比，实验结果是光吸收差异不显著。