Question

15．為研究浮游藻類的光合作用，將一種綠藻培養(yǎng)至指數(shù)生長(zhǎng)期，并以此為材料，測(cè)定了藻細(xì)胞在不同條件下的凈光合速率（Pn）．圖1為光合放氧測(cè)定裝置的示意圖；圖2是不同NaHCO₃濃度（PH8.5，25℃）條件下測(cè)得的Pn 曲線圖．請(qǐng)回答下列問題：

（1）通過變換圖1中光源，可研究光強(qiáng)、光質(zhì)對(duì)光合作用的影響．
（2）在測(cè)定不同光照對(duì)Pn的影響時(shí)，如不精確控制溫度，則測(cè)得的光照與Pn的關(guān)系難以確定（填“呈正相關(guān)”、“呈負(fù)相關(guān)”或“難以確定”）．
（3）由于弱堿性的藻培養(yǎng)液中游離CO₂濃度很低，藻光合作用主要通過胞內(nèi)碳酸酐酶（CA）分解水中的HCO₃^-獲得CO₂．圖2中達(dá)到最大Pn值的最低NaHCO₃濃度為120mg•L^-1；在更高NaHCO₃濃度下，Pn不再增加的主要原因有達(dá)到了CO₂飽和點(diǎn)、CA量有限．
（4）培養(yǎng)基中的HCO₃^-與CO₃^2-之間的離子平衡與pH有關(guān)，堿性條件下pH越高，HCO₃^-越少，CO₃^2-越多，而CO₃^2-幾乎不能被該藻利用．在測(cè)定不同pH（7.0～10.0）對(duì)光合作用的影響時(shí)，導(dǎo)致Pn發(fā)生變化的因素有CO₂（或HCO₃^-）供應(yīng)量不同、CA（細(xì)胞）活性變化．

Answer 1

分析 本題主要考查影響光合作用的環(huán)境因素．
1、溫度對(duì)光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱．
2、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．
3、光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．

解答 解：（1）可調(diào)光源可改變光照強(qiáng)度、光的波長(zhǎng)（光質(zhì)），從而可以研究光強(qiáng)和光質(zhì)對(duì)光合作用的影響．（2）溫度是無(wú)關(guān)變量，溫度過高或過低都會(huì)影響酶的活性而影響光合作用，使得難以確定光照對(duì)Pn影響，因此在實(shí)驗(yàn)過程中要使無(wú)關(guān)變量相同且適宜，以便排除對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾．
（3）由圖可以看出，達(dá)到最大Pn值的最低NaHCO₃濃度為120m•L^-1；在更高NaHCO₃濃度下，外界因素是CO₂濃度達(dá)到了CO₂飽和點(diǎn)，不能吸收更多的CO₂；內(nèi)部因素是CA量不足，不能催化分解更多的HCO₃^-．
（4）由題意可知，pH一方面會(huì)影響HCO₃^-的含量，從而影響Pn；另一方面pH也會(huì)影響CA酶的活性，從而影響Pn．
故答案為：
（1）光強(qiáng)  光質(zhì)
（2）難以確定 
（3）120mg•L^-1  達(dá)到了CO₂飽和點(diǎn)  CA量有限
（4）CO₂（或HCO₃^-）供應(yīng)量不同   CA（細(xì)胞）活性變化

點(diǎn)評(píng) 本題以圖形為載體，考查了影響光合作用速率的環(huán)境因素等相關(guān)知識(shí)．考查了學(xué)生識(shí)圖、析圖能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力，綜合理解能力，有一定的難度．在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意遵循對(duì)照原則和單一變量原則，控制無(wú)關(guān)變量要相同且適宜．