Question

某生物小组在学习了光合作用和细胞呼吸等相关知识后，绘制了如下图所示的物质变化过程图，并利用密闭的玻璃容器、大小和长势相似的多个同种盆栽植株，设计实验探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响，实验结果统计如下表。请分析并回答问题：

（1）图中不应该存在的生理过程是          （填数字序号），图中表示有氧呼吸过程的序号有       。

（2）据表格所示实验结果可知，组别为           构成的实验组合，可用于探究温度对光合速率的影响，该实验需控制的主要无关变量是                。

（3）表格中序号B、D、F、H组在实验前后二氧化碳含量的变化值的含义是            。

（4）根据表中实验数据可知，温度为             ℃时该植物12h通过光合作用固定CO₂总量最多。

Answer

（1） ⑦（1分） ③④⑧⑨ （1分）

（2）A、C、E、G （2分） 光照强度和二氧化碳浓度（2分）

（3）相应温度下，12h植物呼吸释放二氧化碳的量（2分） （4）30（2分）

【解析】

（1）分析图示可知：在光合作用的暗反应阶段，C5不能直接转化为葡萄糖，因此图中不应该存在的生理过程是⑦。①为光反应中的水在光下分解，②为暗反应，③为有氧呼吸的第一、第二阶段，④为有氧呼吸的第三阶段，⑤和⑥分别表示暗反应过程中的二氧化碳固定和三碳化合物的还原，⑧为有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段，⑨为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，即图中表示有氧呼吸过程的序号有③④⑧⑨。

（2）光合作用在有光照的条件下才能进行。若要探究温度对光合速率的影响，自变量是温度，对光合速率有影响的其他因素为无关变量，无关变量应控制相同且适宜。表中信息显示：组别A、C、E、G的温度不同，但光照强度相同，因此组别A、C、E、G构成的实验组合，可用于探究温度对光合速率的影响，该实验需控制的主要无关变量是光照强度和二氧化碳浓度等。

（3）表格中序号B、D、F、H组对应的光照强度均为0LX，盆栽植株不能进行光合作用，但能进行呼吸作用，因此在实验前后二氧化碳含量的变化值的含义是：相应温度下，12h植物呼吸释放二氧化碳的量。

（4）A、C、E、G 组在实验前后二氧化碳含量的变化值等于在相应温度下，12h光合作用固定CO2总量减去12h植物呼吸释放二氧化碳的量，分别为0．5、1．5、3．1、3．0单位；而B、D、F、H组在实验前后二氧化碳含量的变化值等于在相应温度下，12h植物呼吸释放二氧化碳的量，分别为0．1、0．4、0．9、0．8单位；在此基础上可计算出10℃、20℃、30℃、40℃时该植物12h通过光合作用固定CO2总量，分别为0．6、1．9、4．0、3．8单位，即30℃时该植物12h通过光合作用固定CO2总量最多。

【考点定位】光合作用、呼吸作用。

【名师点睛】本题以“生理过程图”和“实验数据”为素材，考查学生对光合作用、呼吸作用过程、实验设计的识记和理解能力，以及对实验结果的分析处理能力。解答此题的前提是熟记并理解相关的基础知识，形成知识网络；解题的关键是结合题意并采取对比法，认真分析表格数据，找出数据、现象的变化规律，并将“变化规律”与“所学知识”有效地联系起来，进行知识的整合和迁移。