Question

（14分）请回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题。

（1）下表为某同学探究影响植物光合速率的因素所做的实验。据表可知, 该实验的自变量有          。要比较不同颜色的光对光合速率的影响, 应选择的容器标号是        。

容器	植物种类	部位	光质	温度（℃）	O2增加量（mL/8小时）
1	菠菜	叶	红	22	120
2	菠菜	叶	黄	22	15
3	菠菜	根	红	22	-10
4	秋海棠	叶	红	22	80
5	秋海棠	叶	黄	22	10

（2）左下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况: 图中四种色素都能溶解在层析液中,其中     （填“甲” 、“乙” 、“丙” 或“丁”）的溶解度最大。四种色素中, 丙和丁主要吸收    光。

（3）右上图表示在光照充足, CO₂浓度适宜的条件下, 温度对某植物的CO₂吸收量或产生量的影响。图中实线表示光合作用速率, 虚线表示呼吸作用速率。由图可知, 光合作用、呼吸作用都受温度的影响,其中与    作用有关的酶对高温更为敏感。若昼夜不停地光照, 该植物生长的最适宜温度约是    ℃;若温度均保持在20 ℃的条件下, 长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗, 该植物     （能或不能）正常生长。

Answer

（14分，每空2分）

（1）光质、植物的种类、植物的部位 1和2（或4和5）

（2）丁 蓝紫 （3）光合 30 不能

【解析】（1）表中信息显示：该实验容器1和2或4和5均探究了同一植物相同部位在不同光质下的光合作用强度；容器1和3探究了同一植物不同部位在相同光质下的光合作用强度；容器1和4或2和5均探究了不同植物在相同光质下的光合作用强度。因此该实验的自变量有光质、植物的种类、植物的部位；要比较不同颜色的光对光合速率的影响, 应选择的容器标号是1和2或4和5。

（2）色素在层析液中的溶解度越大，扩散距离越远，柱形图显示，丁的扩散距离最远，因此丁的溶解度最大。根据含量的不同和扩散的距离可推知：甲为叶绿素b，乙为叶绿素a，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素，叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

（3）已知曲线图中的实线表示光合作用速率, 虚线表示呼吸作用速率。当温度为30℃时光合作用速率最大，说明光合作用的最适温度为30℃，超过该温度后光合作用速率开始下降；当温度为42℃时呼吸作用速率最大，说明呼吸作用的最适温度为42℃。综上分析，与光合作用有关的酶对高温更为敏感。净光合作用速率＝（实际）光合作用速率－呼吸作用速率，当净光合作用速率最大时，植物有机物的积累量最多，最有利于植物生长；30℃时曲线图中的两条曲线的差值最大，此时净光合作用速率最大，所以若昼夜不停地光照, 该植物生长的最适宜温度约是30℃。若温度均保持在20℃的条件下,长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,一昼夜中植物有机物的积累量＝3．8mg/h×12h－2mg/h×24h＝-2．4 mg，即没有有机物积累，因此不能正常生长。

【考点定位】绿叶中色素的提取和分离、光合作用、呼吸作用、实验设计。

【名师点睛】本题以反映实验结果的表格、柱形图、曲线图为情境，着重考查学生对探究实验原则的理解，以及实验设计能力、图文转换能力。

①对于表格类问题，要认真分析表格数据，进行纵、横双向比较，找出数据、现象的变化规律；再依据实验遵循的单一变量原则，结合题意，通过实验目的或步骤（具有单一因素不同）找出实验变量（自变量、因变量、无关变量）。如本题的第（1）问，依题意可知其实验目的是：探究影响植物光合速率的因素，再结合实验遵循的单一变量原则和表中信息，不难得出正确结论。

②对于柱形图类问题，解题的关键是要看清楚纵、横坐标轴的含义以及分析直方图所蕴含的生物学信息，结合相关的生物学知识作进一步的推理分析，并进行“图→文”的转化，由此作出合理判断。如本题的第（2）问，结合题意“四种光合色素在滤纸上分离的情况”和柱形图显示的内容，联系分离色素的原理即可作答。

③对于曲线图类问题，要理清坐标的含义，尤其是横轴、纵轴的含义，这是解题的重心所在，同时也要结合坐标理清题干含义，识准曲线代表的含义；关注在坐标上的“起点、交点、折点和终点”、“分清自变量与因变量”、“曲线的走势”。特别要注意的是分析问题时一定要结合横轴的点、区段来进行；分析曲线变化有关的知识点时，还要挖掘或捕捉题目所给予的有效信息，重视题目设问的角度，并通过必要的信息加工和转化，使题目要求解决的问题明朗化，然后运用所学知识分析作答。解答此问，易错点在于混淆净光合作用速率、（实际）光合作用速率和呼吸作用速率三者之间的关系。