Question

某實驗小組用小球藻進行實驗，探究影響光合作用速率的因素．他們將一定量的小球藻浸入適宜培養(yǎng)液的試管中，以白熾臺燈作為光源．移動臺燈改變光源與試管的距離；CO₂濃度分別設(shè)置為0.03%和0.05%，根據(jù)實驗結(jié)果繪制成曲線1、曲線2（如圖）．請分析回答：
（1）比較C、D兩點的光合作用速率，可見限制D點光合作用速率的主要因素是

 

，EF段不再成為光合作用速率的主要限制因素，若C處突然關(guān)閉臺燈，葉綠體中C3的含量將如何變化？

 

．
（2）F點的含義是

 

．
（3）該小組又做了探究小球藻最適生長溫度的預(yù)實驗，實驗結(jié)果見表：

溫度（℃）	10	20	30	40	50
光照下釋放O2（mg/h）	9.67	14.67	19.67	21.67	19.33

請根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果，設(shè)計進一步的探究實驗：
材料用具：小球藻若干、大試管若干、含CO2緩沖液的培養(yǎng)液、水浴鍋（控制溫度）、量筒等．
該實驗應(yīng)控制好的兩個主要無關(guān)變量是：
①

 

；
②

 

．
實驗步驟：
第一步：

 

．
第二步：分組控制溫度，

 

（溫度梯度差為1℃）．
第三步：光照6h后測定O₂釋放量．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：識別該坐標圖時要注意橫坐標的含義是白熾臺燈與試管的距離，距離越遠則光照強度越弱，AC段和BD段的光合速率與該距離無關(guān)（隨著距離的改變而光合速率不變），所以該段上的任何一點的光合速率的限制因素都是光照強度以外的限制因素CO₂濃度，生物學(xué)實驗的涉及原則有對照原則和單一變量原則，涉及無關(guān)變量應(yīng)相同且適宜．

解答： 解：（1）識別該坐標圖時要注意橫坐標的含義是白熾臺燈與試管的距離，距離越遠則光照強度越弱，AC段和BD段的光合速率與該距離無關(guān)（隨著距離的改變而光合速率不變），所以該段上的任何一點的光合速率的限制因素都是光照強度以外的限制因素CO₂濃度，EF段兩條曲線重合，說明CO₂濃度不再是光合作用的限制因素（兩組實驗的CO₂濃度不同），與C點相比，D點光照強度相同，CO₂濃度較低，則D點光合速率小于C點，C處突然關(guān)閉臺燈，則光照強度降低，[H]和ATP含量減少，C₃還原減弱，而CO₂固定正常進行，所以C₃的含量將增加、C₅含量減少．
（2）F點的含義容易誤答為不進行光合作用，實際是在該光照強度下凈光合速率為0，小球藻總光合作用速率等于細胞呼吸速率．
（3）本實驗的單一變量是溫度，其他需要控制的條件屬于無關(guān)變量，如光照強度、小球藻的數(shù)量等，且無關(guān)變量的原則應(yīng)該相同且適宜，所以無關(guān)變量的控制應(yīng)為相同光照時間和距離（相同的光照強度）和小球藻的數(shù)量相同，此實驗設(shè)計的基本步驟是：分組→控制變量→經(jīng)過一段時間觀察實驗結(jié)果，所以第一步應(yīng)將等量的含CO₂緩沖液的培養(yǎng)液裝入試管，數(shù)量相同的小球藻浸入試管中，分別放入5個水浴鍋中，然后用水浴鍋依次控制好溫度為38℃、39℃、40℃、41℃、42℃（可以適當(dāng)增加溫度梯度），依次編號1～5．
故答案為：
（1）CO₂濃度    C₃的含量將增加
（2）該光照強度時，小球藻光合作用速率等于細胞呼吸速率
（3）①相同光照時間和距離（相同的光照強度）②小球藻的數(shù)量相同
第一步：將等量的含CO₂緩沖液的培養(yǎng)液裝入試管，數(shù)量相同的小球藻浸入試管中，分別放入5個水浴鍋中
第二步：用水浴鍋依次控制好溫度為38℃、39℃、40℃、41℃、42℃（可以適當(dāng)增加溫度梯度），編號1～5

點評：本題主要考查光合作用和呼吸作用過程，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和具有對一些生物學(xué)問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法的能力．