Question

( 7 分）在探究光照強(qiáng)度與光合作用總產(chǎn)物的相互關(guān)系時(shí)，某研究人員借用了德國植物學(xué)家薩克斯證明植物的光合作用產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)方案，做了如下實(shí)驗(yàn)：

[實(shí)驗(yàn)原理 ]

在一定范圍內(nèi)隨光照強(qiáng)度的增加，光合速率增強(qiáng)，光合總產(chǎn)物增加。

[實(shí)驗(yàn)步驟]

（1）選 15 株長勢相似的天竺葵分成 5 組，在每株相同位置選出 1 片葉片，在主脈的一側(cè)用錫箔紙遮光處理。

（2）分別用100W、200W、300W、400W、500W的冷光源在距離植物 （填“相同”或“不同”）處照射 2 小時(shí)，其他條件均相同。

（3）2 小時(shí)后，用打孔器在每片葉片主脈兩側(cè)對稱位置各取 5 片小圓形葉片烘干稱重，取平均值。用 X 表示曝光一側(cè)的質(zhì)量， Y 表示遮光一側(cè)的質(zhì)量。計(jì)算得出光合總產(chǎn)物的相對值，結(jié)果如下表。

[結(jié)果與討論]

（1）用X、Y表示2小時(shí)內(nèi)小圓形葉片光合總產(chǎn)物的質(zhì)量 。

（2）在如下的坐標(biāo)系中畫出小圓形葉片光合總產(chǎn)物的相對值隨光照強(qiáng)度變化的曲線。

（3）當(dāng)光照強(qiáng)度大于 400W 之后，光照強(qiáng)度繼續(xù)增加，小圓形葉片的光合總產(chǎn)物不再增加。若要繼續(xù)提高光合速率，可采用的措施是 。

（4）與100W的光照強(qiáng)度相比，光照強(qiáng)度為 300W 時(shí)葉片光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP量增加，并提供給暗反應(yīng)，導(dǎo)致 （填“C3”或“C5 "）減少。

（5）在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，第二組中有 2 株數(shù)據(jù)偏差較大。經(jīng)分析可能是植物自身的色素含量造成的，通過對葉綠體色素的提取及紙層析法分離后，以觀察到濾紙條上色素帶的 作為判斷依據(jù)。

（6）常規(guī)測定植物光合速率的方法是：將植物葉片先后放置在無光及有光條件下處理后，然后再測量和統(tǒng)計(jì)植物的實(shí)際光合速率。與常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法相比，本實(shí)驗(yàn)對植物葉片的處理方法，可以避免 等干擾因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

Answer 1

[實(shí)驗(yàn)步驟]（2）相同 [結(jié)果與討論] （1）X-Y

（2）

（3）適當(dāng)提高CO2濃度（適當(dāng)提高溫度、合理施肥等） （4）C3

（5）寬度或顏色深淺 （6）溫度（O2濃度、水分等）

【解析】

試題分析：[實(shí)驗(yàn)步驟]（2）根據(jù)題意，本實(shí)驗(yàn)的目的是研究光照強(qiáng)度與光合作用總產(chǎn)物的相互關(guān)系，所以實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度，從步驟安排可知，實(shí)驗(yàn)所用的燈泡發(fā)光強(qiáng)度不同，已經(jīng)含有光照強(qiáng)度這一個(gè)自變量不同，則不同組的其它量均屬于無關(guān)變量，對照實(shí)驗(yàn)要求各組的無關(guān)變量要相同且適宜，所以各組的光源與植物間距離屬于無關(guān)變量，各組的距離應(yīng)相同。

[結(jié)果與討論]（1）根據(jù)題意可知，X表示曝光一側(cè)的質(zhì)量， Y表示遮光一側(cè)的質(zhì)量，若實(shí)驗(yàn)前每側(cè)葉片的質(zhì)量為M，則2小時(shí)內(nèi)葉片呼吸作用消耗的有機(jī)物量為M-Y，2小時(shí)內(nèi)葉片凈光合作用積累的有機(jī)物量為X-M,則2小時(shí)內(nèi)葉片光合總產(chǎn)物的質(zhì)量=呼吸作用消耗的有機(jī)物量+凈光合作用積累的有機(jī)物量=（M-Y）+（X-M）= X-Y。

（2）根據(jù)表中記錄的結(jié)果可知，若以光照強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，以光合總產(chǎn)物的相對值為縱坐標(biāo)，根據(jù)表中記錄的結(jié)果可標(biāo)出5種不同光照強(qiáng)度時(shí)的光合總產(chǎn)物的相對值，然后將這些點(diǎn)用線連接起來即可。

（3）當(dāng)光照強(qiáng)度大于 400W 之后，光照強(qiáng)度繼續(xù)增加，小圓形葉片的光合總產(chǎn)物不再增加，說明光照強(qiáng)度不是光合速率的限制因素，CO2濃度、溫度、礦質(zhì)元素等是光合速率的限制元素。因此若要繼續(xù)提高光合速率，可采用適當(dāng)提高CO2濃度或適當(dāng)提高溫度或合理施肥等措施。

（4）與 100W 的光照強(qiáng)度相比，光照強(qiáng)度為 300W 時(shí)葉片光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP量增加，并提供給暗反應(yīng)用于還原C3，導(dǎo)致C3含量減少，C5含量增加。

（5）第二組中有2株數(shù)據(jù)偏差較大，若是植物自身的色素含量減少造成的，通過對葉綠體色素的提取及紙層析法分離后，則會(huì)觀察到濾紙條上色素帶的寬度變窄或顏色變淺。

（6）根據(jù)題意，與常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法相比，本實(shí)驗(yàn)對植物葉片的處理方法，可以避免溫度或O2濃度或水分等干擾因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

考點(diǎn)：本題考查光照強(qiáng)度與光合作用關(guān)系的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋、推理，做出合理判斷或得出正確結(jié)論的能力。