Question

9．回答下列與光合作用有關(guān)的實驗題目：
（1）光合促進劑是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，具有與生長素類似的作用．某科研人員利用番茄為實驗材料來探究其生理作用，其實驗過程如下：
實臉材料：生長狀況相同且長勢良好的番茄若干株、適宜濃度的光合促進劑、蒸餾水、尺、天平等．
實臉步驟
步驟一：選取生長狀況相同長勢良好的番茄若干株平均分為甲、乙、丙、丁四組．
步驟二：給予甲、丙兩組噴灑適量且適宜濃度的光合促進劑，給予乙、丁兩組噴灑等量的蒸餾水．
步驟三：將四組番茄放置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)，觀察四組番茄的葉片顏色，并測量計算植株的平均株高；待成熟后計算座果數(shù)量以及單果重量．
實驗結(jié)果：如下表所示．植抹生長狀況、產(chǎn)量記錄表

名稱	平均株高（cm）	座果數(shù)（個）	葉片顏色	平均單果重（g）
甲組	220.2	28.2	深綠	172.5
乙組	206.6	26.4	綠	156
丙組	222.8	27.6	深綠	170
丁組	218.8	25.8	綠	152.5

根據(jù)所學(xué)知識冋答下列問題：
①該實驗遵循的實驗原則有對照原則、單一變量原則和平行重復(fù)原則等．據(jù)表分析，推斷光合促進劑增加番茄產(chǎn)量的原因是：能促進葉綠素的合成，提高了光能利用率，促進了植株生長，進而提高座果數(shù)和平均單果重．
②若實驗過程中使用的光合促進劑濃度為a，則當(dāng)光合促進劑的濃度小于a時，番茄產(chǎn)量不一定（填“會”、“不會”或“不一定”）降低，因為不能確定a是否為最適濃度．
（2）低溫寒潮會造成農(nóng)作物受災(zāi)，光合作用是受低溫影響較顯著的過程之一．科研人員用黃瓜研究低溫弱光和低溫黑暗兩種預(yù)處理對葉片光合作用的影響．
①選取黃瓜葉片，沿葉脈將葉片一分為二，在相同且適宜的條件下，分別測定葉片的光合作用強度．然后進行兩種預(yù)處理：一半置于低溫弱光下，一半置于低溫黑暗下，在培養(yǎng)箱內(nèi)處理6小時．之后，再次置于相同且適宜的條件下，測定光合作用強度，結(jié)果如下圖．該實驗?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論是低溫弱光和低溫黑暗兩種預(yù)處理都降低了黃瓜葉片的光合作用強度；
低溫弱光比低溫黑暗的預(yù)處理對黃瓜葉片光合作用強度降低的影響更顯著．
②為進一步探究上述兩種預(yù)處理對光合作用強度影響的原因，用作NADP⁺為受體來測定NADPH生成速率的變化，結(jié)果如下：

預(yù)處理	低溫黑暗		低溫弱光
	實驗前	試驗后	實驗前	試驗后
NADPH生成速率	100%	85.1%	100%	55.8%

實驗結(jié)果表明，低溫弱光的預(yù)處理導(dǎo)致光反應(yīng)減弱更顯著，進一步影響暗反應(yīng)中的C₃還原過程，最終導(dǎo)致光合作用強度減弱較明顯．

Answer 1

分析 生物實驗一般要遵循科學(xué)性原則、對照原則、單一變量原則、等量最適原則、平行重復(fù)原則、簡便可行原則等．由表1中的結(jié)果可知，噴灑光合促進劑的甲、丙兩組，比不噴灑的對照組的葉色更濃綠，可見光合促進劑能促進葉綠素的合成．題干中已指明，光合促進劑具有與生長素類似的作用，故其作用具有兩重性，若所施用的a濃度小于或等于最適濃度時，使用的光合促進劑小于濃度a時番茄的產(chǎn)量將降低；若a大于最適濃度，濃度降低時，根據(jù)其作用曲線，以及降低的幅度不同，其效應(yīng)變化亦可能不同，故番茄的產(chǎn)量有可能增加，也可能減少，也可能產(chǎn)量相同．
分析柱形圖：與處理前相比，低溫條件處理后，光合作用強度均有很大程度的降低；再比較弱光和黑暗，弱光條件下光合作用強度降低更加明顯．
比較實驗表格2：低溫弱光和低溫黑暗相比，低溫弱光條件下NADPH生成速率降低更明顯．

解答 解：（1）第二步：該實驗的目的是探究光合促進劑的生理作用，因此實驗的自變量是否噴施適宜濃度的光合促進劑，噴施適宜濃度的光合促進劑的為實驗組，對照組應(yīng)該噴施與光合促進劑等量的蒸餾水進行對照．
第三步：該實驗中的培養(yǎng)條件是無關(guān)變量，實驗過程中無關(guān)變量應(yīng)保持一致且適宜，因此要將四組番茄放置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)；由表格中的信息可知，實驗的因變量是葉片顏色、平均株高、座果數(shù)和平均單果重，因此一段時間后，要觀察四組番茄的葉片顏色，測量并計算每組番茄的平均株高、待成熟后計算每組座果數(shù)量、稱量并計算單果重量的平均值．
①分析表格中的信息可知，實驗的因變量是葉片顏色、平均株高、座果數(shù)和平均單果重，有4個因變量；甲、丙兩組實驗處理方法相同為實驗組，乙、丁處理方法相同，為對照組，目的是為了消除偶然因素對實驗結(jié)果的影響，相同實驗遵循照原則、單一變量原則和平行重復(fù)原則的實驗原則．
②由于生長素作用具有兩重性，光合促進劑具有生長素效應(yīng)，因此若實驗過程中使用的光合促進劑濃度為a，則當(dāng)光合促進劑的濃度小于a時，番茄產(chǎn)量不一定降低．
（2）①根據(jù)實驗表格信息可知，實驗進行兩種預(yù)處理：一半置于低溫弱光下，一半置于低溫黑暗下，在培養(yǎng)箱內(nèi)處理6小時．根據(jù)柱形圖中光合作用強度相對值看出，低溫弱光和低溫黑暗兩種預(yù)處理都降低了黃瓜葉片的光合作用強度；
低溫弱光比低溫黑暗的預(yù)處理對黃瓜葉片光合作用強度降低的影響更顯著．
②實驗結(jié)果表明，低溫弱光的預(yù)處理導(dǎo)致光反應(yīng)減弱更顯著，而NADPH將用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，即進一步影響暗反應(yīng)中的C₃還原過程，最終導(dǎo)致光合作用強度減弱較明顯．
故答案為：
（1）適量且適宜濃度的光合促進劑      相同且適宜
①對照原則、單一變量原則和平行重復(fù)原則
②不一定    不能確定a是否為最適濃度
（2）①低溫黑暗        低溫弱光和低溫黑暗兩種預(yù)處理都降低了黃瓜葉片的光合作用強度；低溫弱光比低溫黑暗的預(yù)處理對黃瓜葉片光合作用強度降低的影響更顯著
②低溫弱光      C₃還原

點評 本題的知識點是影響光合作用的因素，光合促進劑的生理作用，根據(jù)題干信息分析出實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量是解題的突破口，對實驗設(shè)計的單一變量原則和對照原則的理解應(yīng)用及分析實驗結(jié)果獲取結(jié)論是本題考查的重點．