Question

9．回答下列與光合作用有關(guān)的實(shí)驗(yàn)題目：
（1）光合促進(jìn)劑是一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，具有與生長(zhǎng)素類似的作用．某科研人員利用番茄為實(shí)驗(yàn)材料來(lái)探究其生理作用，其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
實(shí)臉材料：生長(zhǎng)狀況相同且長(zhǎng)勢(shì)良好的番茄若干株、適宜濃度的光合促進(jìn)劑、蒸餾水、尺、天平等．
實(shí)臉步驟
步驟一：選取生長(zhǎng)狀況相同長(zhǎng)勢(shì)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(jìn)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(cè)量計(jì)算植株的平均株高；待成熟后計(jì)算座果數(shù)量以及單果重量．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：如下表所示．植抹生長(zhǎng)狀況、產(chǎn)量記錄表

名稱	平均株高（cm）	座果數(shù)（個(gè)）	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(shí)冋答下列問(wèn)題：
①該實(shí)驗(yàn)遵循的實(shí)驗(yàn)原則有對(duì)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(jìn)劑增加番茄產(chǎn)量的原因是：能促進(jìn)葉綠素的合成，提高了光能利用率，促進(jìn)了植株生長(zhǎng)，進(jìn)而提高座果數(shù)和平均單果重．
②若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的光合促進(jìn)劑濃度為a，則當(dāng)光合促進(jìn)劑的濃度小于a時(shí)，番茄產(chǎn)量不一定（填“會(huì)”、“不會(huì)”或“不一定”）降低，因?yàn)椴荒艽_定a是否為最適濃度．
（2）低溫寒潮會(huì)造成農(nóng)作物受災(zāi)，光合作用是受低溫影響較顯著的過(guò)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(duì)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(cè)定葉片的光合作用強(qiáng)度．然后進(jìn)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(shí)．之后，再次置于相同且適宜的條件下，測(cè)定光合作用強(qiáng)度，結(jié)果如下圖．該實(shí)驗(yàn)?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(qiáng)度；
低溫弱光比低溫黑暗的預(yù)處理對(duì)黃瓜葉片光合作用強(qiáng)度降低的影響更顯著．
②為進(jìn)一步探究上述兩種預(yù)處理對(duì)光合作用強(qiáng)度影響的原因，用作NADP⁺為受體來(lái)測(cè)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(shí)驗(yàn)前	試驗(yàn)后	實(shí)驗(yàn)前	試驗(yàn)后
NADPH生成速率	100%	85.1%	100%	55.8%

實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步影響暗反應(yīng)中的C₃還原過(guò)程，最終導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱較明顯．

Answer 1

分析 生物實(shí)驗(yàn)一般要遵循科學(xué)性原則、對(duì)照原則、單一變量原則、等量最適原則、平行重復(fù)原則、簡(jiǎn)便可行原則等．由表1中的結(jié)果可知，噴灑光合促進(jìn)劑的甲、丙兩組，比不噴灑的對(duì)照組的葉色更濃綠，可見(jiàn)光合促進(jìn)劑能促進(jìn)葉綠素的合成．題干中已指明，光合促進(jìn)劑具有與生長(zhǎng)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(shí)，使用的光合促進(jìn)劑小于濃度a時(shí)番茄的產(chǎn)量將降低；若a大于最適濃度，濃度降低時(shí)，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(qiáng)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(qiáng)度降低更加明顯．
比較實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的目的是探究光合促進(jìn)劑的生理作用，因此實(shí)驗(yàn)的自變量是否噴施適宜濃度的光合促進(jìn)劑，噴施適宜濃度的光合促進(jìn)劑的為實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照組應(yīng)該噴施與光合促進(jìn)劑等量的蒸餾水進(jìn)行對(duì)照．
第三步：該實(shí)驗(yàn)中的培養(yǎng)條件是無(wú)關(guān)變量，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)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(shí)驗(yàn)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(shí)間后，要觀察四組番茄的葉片顏色，測(cè)量并計(jì)算每組番茄的平均株高、待成熟后計(jì)算每組座果數(shù)量、稱量并計(jì)算單果重量的平均值．
①分析表格中的信息可知，實(shí)驗(yàn)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(gè)因變量；甲、丙兩組實(shí)驗(yàn)處理方法相同為實(shí)驗(yàn)組，乙、丁處理方法相同，為對(duì)照組，目的是為了消除偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，相同實(shí)驗(yàn)遵循照原則、單一變量原則和平行重復(fù)原則的實(shí)驗(yàn)原則．
②由于生長(zhǎng)素作用具有兩重性，光合促進(jìn)劑具有生長(zhǎng)素效應(yīng)，因此若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的光合促進(jìn)劑濃度為a，則當(dāng)光合促進(jìn)劑的濃度小于a時(shí)，番茄產(chǎn)量不一定降低．
（2）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格信息可知，實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(shí)．根據(jù)柱形圖中光合作用強(qiáng)度相對(duì)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(qiáng)度；
低溫弱光比低溫黑暗的預(yù)處理對(duì)黃瓜葉片光合作用強(qiáng)度降低的影響更顯著．
②實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步影響暗反應(yīng)中的C₃還原過(guò)程，最終導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱較明顯．
故答案為：
（1）適量且適宜濃度的光合促進(jìn)劑      相同且適宜
①對(duì)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(qiáng)度；低溫弱光比低溫黑暗的預(yù)處理對(duì)黃瓜葉片光合作用強(qiáng)度降低的影響更顯著
②低溫弱光      C₃還原

點(diǎn)評(píng) 本題的知識(shí)點(diǎn)是影響光合作用的因素，光合促進(jìn)劑的生理作用，根據(jù)題干信息分析出實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量是解題的突破口，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則和對(duì)照原則的理解應(yīng)用及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲取結(jié)論是本題考查的重點(diǎn)．