Question

科研人员在研究低温对番茄幼苗光合作用的影响时发现：低温环境中番茄幼苗的光合速率明显下降。为了研究低温影响番茄幼苗光合作用的机理，设计了相关探究实验，结果如下：

温度	叶绿素含量 （）	光合速率（CO2） （）	气孔导度 （）
常温	18.69	9.19	0.153
低温	10.74	2.75	0.056

（1）根据实验结果分析，低温降低番茄幼苗光台作用速率的原因可能是：

①低温导致叶绿素含量下降，植物______的能力下降，使光反应速率下降。

②低温导致______下降，植物吸收CO₂的能力下降，使暗反应速率降低。

（2）在上述实验中，除自变量外，需要严格控制的无关变量有______（答出两个即可）。

（3）科研人员用与上述实验类似的方法发现细胞分裂素能緩解低温对番茄幼苗的上述影响。请设计实验验证科研人员的发现，写出实验思路和预期结果。备选材料与试剂：长势、生理状况相同的番茄幼苗若干，磷酸盐缓冲液，细胞分裂素溶液（溶解在磷酸盐缓冲液中，浓度适宜），测量叶绿素含量、气孔导度及光合速率的方法不做具体要求______。

Answer

吸收光能 气孔导度 光照强度、二氧化碳浓度、温度等 实验思路：将长势、生理状态相似的番茄幼苗随机均分为甲、乙两组，置于低温环境中培养。甲组幼苗喷施适量一定浓度的溶解在磷酸盐缓冲液中的细胞分裂素溶液；乙组幼苗喷施等量磷酸盐缓冲液。一段时间后测定两组幼苗叶绿素含量、光合速率和气孔导度并记录。

预期结果：乙组幼苗三项指标均比甲组幼苗有所升高

【解析】

①低温导致叶绿素含 量下降，吸收光能的能力降低，光反应速率降低，从而导致光合速率降低；低温导致气孔导度下降，吸收CO2的能力降低，暗反应速率降低，从而导致光合速率降低②实验思路：将长势、生理状态相似的番茄幼苗随机均分为甲、乙两组，置于低温环境中培养。甲组幼苗喷施适量一定浓度的溶解在磷酸盐缓冲液中的细胞分裂素溶液。乙组幼苗喷施等量磷酸盐缓冲液。-段时间后测定两组幼苗叶绿素含量、光合速率和气孔导度并记录。预期结果：乙组幼苗三项指标均比甲组幼苗有所升高

（1）实验结果显示低温条件下，叶绿素含量下降，而且气孔导度下降，进而引起光合速率下降，据此分析，低温降低番茄幼苗光台作用速率的原因可能是：

①低温导致叶绿素含量下降，植物吸收光能的能力下降，使光反应速率下降，进而产生的还原氢和ATP下降，影响了暗反应过程中C3的还原速率，导致光合速率下降。

②低溫导致气孔导度下降，植物吸收CO2的能力下降，使暗反应速率降低，进而影响了光合速率。

（2）根据实验设计的单一变量原则分析，在上述实验中，除自变量温度不同外，其他的无关变量都应该相同且适宜，需要严格控制的无关变量有光照强度、二氧化碳浓度、温度等。

（3）实验目的是：验证细胞分裂素能緩解低温对番茄幼苗的上述影响（降低光合速率），根据实验目的分析，该实验的单一变量是低温条件下是否利用细胞分裂素处理幼苗，因变量是光合速率、叶绿素含量和气孔导度，保证其他的无关变量相同且适宜。实验设计思路如下：将长势、生理状态相似的番茄幼苗随机均分为甲、乙两组，置于低温环境中培养。甲组幼苗喷施适量一定浓度的溶解在磷酸盐缓冲液中的细胞分裂素溶液。乙组幼苗喷施等量磷酸盐缓冲液。一段时间后测定两组幼苗叶绿素含量、光合速率和气孔导度并记录。预期结果：乙组幼苗三项指标均比甲组幼苗有所升高。