Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用小球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究影響光合速率的因素。他們將一定量的小球藻浸入適宜且相同溫度的培養(yǎng)液的試管中，以白熾燈作為光源。移動(dòng)臺(tái)燈可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(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制成曲線1、曲線2（如圖所示）。請(qǐng)分析回答下列問題：

（1）比較C、D兩點(diǎn)的光合速率，可見限制D點(diǎn)光合速率的主要因素是________。EF段________不再成為光合速率的主要限制因素，若C處突然關(guān)閉臺(tái)燈，葉綠體中C3含量將如何變化？____________。

（2）F點(diǎn)的含義是________________________________。若用缺鎂培養(yǎng)液培養(yǎng)小球藻，其他條件不變，F(xiàn)點(diǎn)應(yīng)向________移。

（3）卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，光照一定時(shí)間（從1秒到數(shù)分鐘）后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅僅30秒的時(shí)間，二氧化碳已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物。欲確認(rèn)CO2轉(zhuǎn)化形成的第一個(gè)產(chǎn)物的名稱，應(yīng)________光照時(shí)間并同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)的化合物只有一種時(shí)，這種化合物就是第一個(gè)產(chǎn)物。

（4）該小組又做了探究小球藻最適生長(zhǎng)溫度的預(yù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)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(qǐng)根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)進(jìn)一步的探究實(shí)驗(yàn)：

材料用具：小球藻、大試管、含CO2緩沖液的培養(yǎng)液、水浴鍋（控制溫度）、量筒等。

該實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制好的兩個(gè)主要無關(guān)變量是：

①_____________________________；②______________________________________。

實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：將等量的含有足量CO2緩沖液的培養(yǎng)液裝入試管，___________________浸入試管中，分別放入5個(gè)水浴鍋中 。

第二步：分組控制溫度，使其依次為_____________________________，并分別編號(hào)（溫度梯度差為1℃）。

第三步：光照6 h后測(cè)定O2的釋放量。

Answer 1

【答案】 CO2濃度 CO2濃度 增加 該光照強(qiáng)度（與光源相距105 Cm）時(shí)小球藻光合速率等于呼吸速率 左 縮短 相同光照時(shí)間和距離（或相同的光照強(qiáng)度） 小球藻的數(shù)量相同 數(shù)量相同的小球藻 使其依次為38℃、39℃、40℃、41℃、42℃

【解析】分析坐標(biāo)圖：臺(tái)燈與試管的距離在15～45cm時(shí)，隨著光照的增強(qiáng)，光合速率不變，C點(diǎn)與D點(diǎn)都處于相同的光照條件下，但1號(hào)試管比2號(hào)試管的凈光合速率高，所以限制D點(diǎn)凈光合速率的主要因素是CO2濃度；臺(tái)燈與試管的距離大于45cm時(shí)，在E點(diǎn)之前，隨著光照的增強(qiáng)，光合速率逐漸減弱，并且在同一光照強(qiáng)度下，不同的二氧化碳濃度光合作用強(qiáng)度不同，所以此段限制光合作用強(qiáng)度的因素是光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度。EF段表示在不同的二氧化碳濃度下，光合作用強(qiáng)度相同，所以限制EF段凈光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度。臺(tái)燈與試管的距離為105cm時(shí)，光合速率等于呼吸速率。

分析圖表：實(shí)驗(yàn)的目的是探究小球藻生長(zhǎng)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(duì)溫度的設(shè)置要注意參照題中給出的預(yù)實(shí)驗(yàn)，注意找出O2的釋放速率變化中的“拐點(diǎn)”所對(duì)應(yīng)的溫度。

(1)根據(jù)前面的分析可知，C點(diǎn)與D點(diǎn)都處于相同的光照條件下，限制D點(diǎn)凈光合速率的主要因素是CO2濃度；EF段表示在不同的二氧化碳濃度下，限制EF段凈光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度；若C處突然關(guān)閉臺(tái)燈，則影響了C3的還原，消耗的C3減少，剩余的C3增多，所以葉綠體中C3含量的變化是增加。

(2)F點(diǎn)氧氣的釋放量為0，說明該光照強(qiáng)度(與光源相距105cm)時(shí)小球藻光合速率等于細(xì)胞呼吸速率。鎂是合成葉綠素的重要成分，缺鎂會(huì)影響葉綠素的合成，使小球藻光合速率減慢，在其他條件不變時(shí)，F點(diǎn)應(yīng)向左移。

(3)探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物是什么的實(shí)驗(yàn)思路是：縮短光照時(shí)間，并同時(shí)檢測(cè)當(dāng)檢測(cè)的化合物只有一種時(shí)，這個(gè)化合物就是第一個(gè)產(chǎn)物。

(4)實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度，因變量是氧氣的釋放速度，在實(shí)驗(yàn)過程中還需要控制光照強(qiáng)度和小球藻的數(shù)量等無關(guān)變量。

實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：將等量的含有足量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(gè)水浴鍋中；

第二步：分組控制溫度，使其依次為38℃、39℃、40℃、41℃、42℃(可以適當(dāng)增加溫度梯度)，分別編號(hào)為1-5號(hào)；

第三步：光照6h后測(cè)定O2的釋放量。