Question

某同学利用如下图所示的装置研究CO₂含量以及光照强度对某种绿叶光合作用的综合影响。实验用生长状况相同的若干同种新鲜叶片，在室温25℃下进行，缓冲液能调节密闭小室CO₂浓度始终保持相对恒定。对相应装置精确测量，结果如下表。请分析回答：

组别	实验条件	液滴移动(mL·h^－^1)
	光强(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组装置液滴右移的生理原因是____________________________________。

该装置在2 h内，缓冲液释放到密闭小室空间的CO₂约为__________mg。第3、4两组的结果相同，限制第4组光合作用的非生物因素主要是__________。

(2)装置虽均置于25℃环境下，但有同学认为液滴移动的量不一定真正代表光合作用释放O₂的量，因为光照引起的__________会导致密闭小室内气体的物理膨胀。由此，实验方案应再作相应完善。

(3)某同学认为本实验不能令人信服地说明光强和CO₂浓度的相互作用，使光合作用进一步增强。该同学又增设了一组实验，你认为该组的实验条件组合是_____________________

________________________________________________________________________。

Answer

光合作用产生的O2大于呼吸作用消耗的O2 44 CO2浓度 温度变化(升高) 光强为800 lx CO2浓度为0.05%

【解析】

根据题意与表格中实验结果分析可知，该实验装置是用来探究光强和CO2浓度对树叶光合作用的影响，其中自变量有两个：光强和CO2浓度，因变量是净光合速率（用液滴移动的距离表示）。由于密闭装置中CO缓冲液能维持其CO2相对恒定，则引起液滴移动就是光合作用释放的氧气量的多少。进一步分析表格中的数据可知，在CO2浓度为0.03%的情况下，随光强增大，液滴右移距离增大，说明树叶释放氧气增多。在CO2浓度为0.05%的情况下，光强由800增大到1000lx，液滴右移距离增大，说明树叶释放氧气增多，但光强达到1500lx时，液滴右移的距离没有变化（仍为9.0）。同理可分析CO2浓度在0.05%的情况下，树叶的释放的氧气速率大小变化。

（1）根据前面的分析可知，液滴右移的原因就是树叶释放的氧气引起的，所以第3组装置液滴右移的生理原因是树叶光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量。根据光合作用的总反应式分析，该装置缓冲液释放到密闭小室空间的CO2就是被植物用于光合作用释放的氧气量，而在第3组条件下，液滴移动的距离即表示氧气每小时释放11.2ml，对此2 h内缓冲液释放到密闭小室内的CO2量为22.4ml，约为44mg。第3、4两组的结果相同，说明在此条件下，绿叶已经达到最大净光合速率，分析两组的光照和CO2浓度可知，光强增加，但光合速率不增加，说明此时限制第4组光合作用的非生物因素主要是CO2浓度。

(2)由于光照引起的温度变化会导致密闭小室内气体的物理膨胀，所以虽然装置均置于25℃环境下，但很可能液滴移动的量不一定真正代表光合作用释放O2的量。

(3)根据表格中实验条件分析可知，为了光合作用强度进一步增强，让本实验的结果更令人信服，实验需要再增设了一组光强为800lx，CO2浓度为0.05%的实验组。