Question

3．為探究影響光合作用強度的因素，某實驗小組將一定量的小球藻浸入盛有適宜培養(yǎng)液的兩只試管中，1試管和2試管的CO₂濃度分別設置為0.05%和0.03%，以白熾臺燈作為光源，移動臺燈改變光源與試管的距離進行實驗．根據(jù)實驗結果繪制成右圖曲線1、曲線2．請分析回答：
（1）測定凈光合速率除了測定氧氣釋放量，還可以測定吸收量．
（2）據(jù)圖可知，限制D點凈光合速率的主要因素是CO₂濃度，限制EF段凈光合速率的主要因素是光照強度．F點的含義是植物光合作用速率等于呼吸作用速率．
（3）該小組又做了探究小球藻最適生長溫度的預實驗（CO₂濃度為0.05%），實驗結果見下表：

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)預實驗結果，分析并設計探究實驗思路：
①該實驗的自變量是溫度，在實驗過程中應如何設置該自變量？用水浴鍋依次控制好溫度38℃、39℃、40℃、41℃、42℃．
②同時，還應控制好的兩個主要無關變量是光照強度（光照時間和距離）和小球藻的數(shù)量．

Answer 1

分析 1、分析坐標圖：
①臺燈與試管的距離在15～45cm時，隨著光照的增強，光合速率不變，C點與D點都處于相同的光照條件下，但1號試管比2號試管的凈光合速率高，所以，限制D點凈光合速率的主要因素是CO₂濃度；
②臺燈與試管的距離大于45cm時，在E點之前，隨著光照的增強，光合速率逐漸減弱，并且在同一光照強度下，不同的二氧化碳濃度，光合作用強度不同，所以臺燈與試管的距離大于45cm時，在E點之前，限制光合作用強度的因素是光照強度和二氧化碳濃度；
③EF段表示在不同的二氧化碳濃度下，光合作用強度相同，所以限制EF段凈光合速率的主要因素是光照強度；
④臺燈與試管的距離為105cm時，光合速率等于呼吸速率．
2、分析圖表：
實驗的目的是探究小球藻生長的最適溫度，顯然自變量為溫度，而因變量是O₂的釋放速率．對溫度的設置要注意參照題中給出的預實驗，注意找出O₂的釋放速率變化中的“拐點”所對應的溫度．

解答 解：（1）凈光合速率的大小可以通過測定單位時間內氧氣的釋放量或者是測定二氧化碳的吸收量來表示．
（2）據(jù)圖可知，C點與D點都處于相同的光照條件下，但1號試管比2號試管的凈光合速率高，所以，限制D點凈光合速率的主要因素是CO₂濃度；D點以后，隨著臺燈和試管間距離的加大，曲線1和曲線2表示的凈光合速率均下降，所以限制EF段凈光合速率的主要因素是光照強度．F點時凈光合速率為0，其含義是此時植物的光合速率等于呼吸速率．
（3）①分析圖表可知，實驗的目的是探究小球藻生長的最適溫度，顯然自變量為溫度，探究最適溫度時需要設置一系列的溫度梯度，用水浴鍋控制好溫度，必須設40℃組，另外在30～40℃、40～50℃各至少設置一組．
②實驗的自變量是溫度，因變量是氧氣的釋放速度，在實驗過程中還需要控制光照強度和小球藻的數(shù)量等無關變量．
故答案為：
（1）CO₂
（2）CO₂濃度     光照強度      植物光合作用速率等于呼吸作用速率
（3）①溫度        用水浴鍋依次控制好溫度38℃、39℃、40℃、41℃、42℃（必須設40℃組，另外在30-40℃、40-50℃各至少設置一組）
②光照強度（光照時間和距離）    小球藻的數(shù)量

點評 本題結合柱形圖和曲線圖，考查影響光合作用速率的因素及相關的探究實驗，屬于高頻考點．解決本題的關鍵是圖形分析和實驗分析，要求學生明確曲線圖中點、線的含義，并能利用圖中信息準確答題，屬于考綱理解層次的考查．影響光合作用的環(huán)境因素有：光照強度、溫度、二氧化碳濃度等，其中光照強度主要影響光反應，二氧化碳濃度主要影響暗反應；影響光合作用的內在因素有：色素的含量、酶的數(shù)量、五碳化合物的含量等．