【题目】为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。请回答下列问题:
(1)实验中必须采用叶龄基本一致的叶片,原因是_____________________。
(2)由图1看出,在15℃或40℃左右的实验条件下,测得三组幼苗的净光合速率区别不显著,最可能的原因是________________________。
(3)三组幼苗中,光合作用能力最强的是______________,从图2可以看出最可能的原因是__________。
(4)光合作用过程中,CO2与C5结合生成_____________,消耗的C5由________经过一系列反应再生。
(5)一般地说,影响植物光合作用的外界因素除了温度以外,还有____________等因素。
【答案】 需符合对照实验设计的单一变量原则要求(或避免由于叶龄等差异影响实验结果) 温度过低或过高,酶的活性成为影响光合速率的主要因素 P1 叶绿素和蛋白质含量都最高 三碳化合物 三碳化合物 非生物因素:光照、二氧化碳、水分、矿质元素等等,生物因素:病虫害等
【解析】试题分析:曲线纵坐标表示因变量,横坐标表示自变量,依据对照实验设计应遵循的单一变量原则,明辨实验中的无关变量,且无关变量保证相同且适宜,由此分析(1)题;其余小题的解答,应对比分析图1中三条曲线的变化趋势和图2中柱形图蕴含的生物学信息,以此为切入点,围绕光合作用和呼吸作用的知识并结合题意进行分析作答。
(1) 对照实验的设计应遵循单一变量原则。图1 是探究温度对叶片的净光合速率的影响,则叶龄、光照强度、CO2浓度等均为无关变量,需保证相同且适宜。可见,实验中必须采用叶龄基本一致的叶片,原因是需符合对照实验设计的单一变量原则要求,避免由于叶龄等差异影响实验结果。
(2)在一定的温度范围内,酶的活性随温度升高而升高,酶促反应速率也随之升高;但当温度升高到一定限度时酶的活性反而会随温度的升高而下降,酶促反应速率也是如此。可见在图1所示的15℃或40℃左右的实验条件下,三组幼苗的净光合速率区别不显著的最可能原因是:温度过低或过高,酶的活性成为影响光合速率的主要因素。
(3)图1所示的三组幼苗中,在15℃至37.5℃的范围内,P1的净光合速率最大,说明P1的光合作用能力最强。结合对图2的分析可知:导致P1的光合作用能力最强的最可能原因是:叶绿素和蛋白质含量都最高。
(4) 在光合作用暗反应过程中,CO2与C5结合形成C3(三碳化合物),C3再经过还原形成C5和(CH2O),即消耗的C5由C3经过一系列反应再生。
(5) 一般地说,影响植物光合作用的外界因素除了温度以外,还有非生物因素,如光照、二氧化碳、水分、矿质元素等等,此外生物因素,如病虫害等也影响植物的光合作用。
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