Question

【題目】某生物興趣小組設(shè)計如下圖所示實驗裝置探究環(huán)境因素對光合作用的影響。將某綠色植物置于左側(cè)密閉透明的容器中，給予恒定且適宜的工作；右側(cè)容器充滿氮氣（氮氣對生物的代謝無影響），并在培養(yǎng)液中培養(yǎng)酵母菌，開始時閥門關(guān)閉。請回答下列問題：

（1）一段時間后，打開閥門，當(dāng)容器中CO2濃度保持相對穩(wěn)定時，該植物的凈光合速率___________（填“大于”、“小于”或“等于”）零，原因是_________________________________。

（2）若更換右側(cè)培養(yǎng)液，用于培養(yǎng)乳酸菌，則一段時間后打開閥門，該植物的光合速率有所下降，原因是____________________________________________。

（3）上述實驗中二氧化碳濃度是影響光合作用變化的主要因素，現(xiàn)實中光合作用強度還受多種外界因素影響，若你要研究其中的______________________（填某一變量名稱）對光合速率的影響，則實驗設(shè)計思路是（在其他條件相同且適宜的條件下）_________________________________。

Answer 1

【答案】 大于 此時植物的光合速率等于酵母菌的呼吸速率與植物的呼吸速率之和 乳酸菌無氧呼吸不釋放二氧化碳，打開閥門后，二氧化碳由左側(cè)容器向右側(cè)容器擴散，導(dǎo)致容器內(nèi)二氧化碳濃度下降，因此該植物的光合速率下降 光照強度（溫度） 選擇長勢相同的該植物在不同光照強度（溫度）下測定其光合速率

【解析】據(jù)圖分析:光照下左側(cè)容器內(nèi)的植物能夠進(jìn)行光合作用與呼吸作用，右側(cè)容器內(nèi)的酵母菌能夠進(jìn)行呼吸作用。實驗開始后的一段時間內(nèi)，閥門始終關(guān)閉，左側(cè)容器內(nèi)植物光合作用不斷消耗二氧化碳，CO2濃度不斷下降，下降至光合速率等于呼吸速率時，容器內(nèi)的二氧化碳濃度趨于穩(wěn)定；之后,在打開閥門時，右側(cè)酵母菌呼吸作用產(chǎn)生的CO2可以擴散至左側(cè)容器，左側(cè)容器內(nèi)的植物繼續(xù)進(jìn)行光合作用，直至整個容器內(nèi)的CO2濃度不再變化，說明植物進(jìn)行光合作用利用CO2的速率與植物和酵母菌進(jìn)行呼吸作用共同產(chǎn)生CO2的速率相等。

(1)根據(jù)上述分析，一段時間后，打開閥門，當(dāng)容器中CO2濃度保持相對穩(wěn)定時，由于此時進(jìn)行光合作用利用CO2的速率與植物和酵母菌的呼吸作用共同產(chǎn)生CO2的速率相等，所以該植物的凈光合速率（自身光合速率-自身呼吸速率）大于0。

（2）若右側(cè)培養(yǎng)液中改為培養(yǎng)乳酸菌，由于乳酸菌進(jìn)行的無氧呼吸不產(chǎn)生CO2，則一段時間后打開閥門，CO2由左側(cè)容器向右側(cè)容器擴散，導(dǎo)致容器內(nèi)CO2濃度下降，因此該植物的光合速率下降。

（3）影響植物的光合速率的因素除有CO2濃度外，環(huán)境中光照強度、溫度等都會影響光合作用速率。欲探究光照強度（或溫度）對植物的光合速率的影響時，其大致設(shè)計思路應(yīng)該是選擇長勢相同的該植物在不同光照強度（或溫度）下測定其光合速率（注意控制其他條件相同且適宜）。