Question

【題目】某同學利用如下圖所示的裝置研究CO2含量以及光照強度對某種綠葉光合作用的綜合影響。實驗用生長狀況相同的若干同種新鮮葉片，在室溫25℃下進行，緩沖液能調節密閉小室CO2濃度始終保持相對恒定。對相應裝置精確測量，結果如下表。請分析回答：

組別	實驗條件		液滴移動(mL·h－1)
	光強(lx)	CO2(%)
1	800	0.03	右移6.0
2	1000	0.03	右移9.0
3	1000	0.05	右移11.2
4	1500	0.05	右移11.2
5	1500	0.03	右移9.0

（1）第3組裝置液滴右移的生理原因是____________________________________。

該裝置在2 h內，緩沖液釋放到密閉小室空間的CO2約為__________mg。第3、4兩組的結果相同，限制第4組光合作用的非生物因素主要是__________。

(2)裝置雖均置于25℃環境下，但有同學認為液滴移動的量不一定真正代表光合作用釋放O2的量，因為光照引起的__________會導致密閉小室內氣體的物理膨脹。由此，實驗方案應再作相應完善。

(3)某同學認為本實驗不能令人信服地說明光強和CO2濃度的相互作用，使光合作用進一步增強。該同學又增設了一組實驗，你認為該組的實驗條件組合是_____________________

________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】光合作用產生的O2大于呼吸作用消耗的O2 44 CO2濃度 溫度變化(升高) 光強為800 lx CO2濃度為0.05%

【解析】

根據題意與表格中實驗結果分析可知，該實驗裝置是用來探究光強和CO2濃度對樹葉光合作用的影響，其中自變量有兩個：光強和CO2濃度，因變量是凈光合速率（用液滴移動的距離表示）。由于密閉裝置中CO緩沖液能維持其CO2相對恒定，則引起液滴移動就是光合作用釋放的氧氣量的多少。進一步分析表格中的數據可知，在CO2濃度為0.03%的情況下，隨光強增大，液滴右移距離增大，說明樹葉釋放氧氣增多。在CO2濃度為0.05%的情況下，光強由800增大到1000lx，液滴右移距離增大，說明樹葉釋放氧氣增多，但光強達到1500lx時，液滴右移的距離沒有變化（仍為9.0）。同理可分析CO2濃度在0.05%的情況下，樹葉的釋放的氧氣速率大小變化。

（1）根據前面的分析可知，液滴右移的原因就是樹葉釋放的氧氣引起的，所以第3組裝置液滴右移的生理原因是樹葉光合作用產生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量。根據光合作用的總反應式分析，該裝置緩沖液釋放到密閉小室空間的CO2就是被植物用于光合作用釋放的氧氣量，而在第3組條件下，液滴移動的距離即表示氧氣每小時釋放11.2ml，對此2 h內緩沖液釋放到密閉小室內的CO2量為22.4ml，約為44mg。第3、4兩組的結果相同，說明在此條件下，綠葉已經達到最大凈光合速率，分析兩組的光照和CO2濃度可知，光強增加，但光合速率不增加，說明此時限制第4組光合作用的非生物因素主要是CO2濃度。

(2)由于光照引起的溫度變化會導致密閉小室內氣體的物理膨脹，所以雖然裝置均置于25℃環境下，但很可能液滴移動的量不一定真正代表光合作用釋放O2的量。

(3)根據表格中實驗條件分析可知，為了光合作用強度進一步增強，讓本實驗的結果更令人信服，實驗需要再增設了一組光強為800lx，CO2濃度為0.05%的實驗組。