Question

为研究冬季温室大棚中气温和CO₂浓度对某植物总光合速率的影响，研究人员将该种植物的一批长势相同的植株分为5组，设置不同的温度和CO₂浓度，测定了净光合速率（Pn），实验处理及结果如下表所示：

	对照组	实验组
	1	2	3	4
实验处理	温度(℃)	12	12	12	20	25
CO2浓度(100μL/L)	6	10	15	15	15
实验结果	Pn( umol/m^2 .s)	9.7	13.2	15.1	23.3	30.9

（1）该实验中自变量是___________，无关变量有___________（至少答出两项）等。

（2）CO₂参与到光合作用在_________（场所）被消耗，光合作用产生的O₂除部分释放到外界以外，还有部分可以参与细胞有氧呼吸___________阶段。

（3）根据实验结果，可以推测冬季温室大棚中对该植物净光合速率影响较大的环境因素是___________，判断的依据是___________。

（4）若想测定各组实验条件下真光合速率，还需补充的实验是___________。（写出实验思路）。

Answer

温度和二氧化碳浓度 光照强度，植物的生长状态 叶绿体基质 第三 温度 相同CO2浓度条件下，温度改变时净光合速率变化较大 在黑暗的条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率

【解析】

影响光合作用的环境因素。

1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。

2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

本实验的目的为研究冬季温室大棚中气温和CO2浓度对某植物总光合速率的影响，根据实验目的可知本实验的自变量为温度和二氧化碳浓度，因变量是总光合速率的变化，实验中无关变量的的处理为相同且适宜。

（1）由分析可知，该实验中自变量是温度和二氧化碳浓度，无关变量有光照强度、植物的种类、植物的长势等，无关变量的要求是相同且适宜。

（2）CO2是光合作用暗反应的原料，暗反应的场所为叶绿体基质，因此CO2在叶绿体基质中被消耗，光合作用产生的O2首先满足自身呼吸消耗，然后再释放到外界，因此可知，光合作用产生的O2除部分释放到外界以外，还有部分参与细胞有氧呼吸的第三阶段，即氧化还原氢生成水。

（3）实验结果显示，相同温度条件下，随着CO2浓度的增加，净光合速率的增加幅度较小，而当CO2浓度相同时，随着温度的升高，净光合速率的增幅很大，据此可以推测冬季温室大棚中对该植物净光合速率影响较大的环境因素是温度。

（4）真光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此，若想测定各组实验条件下真光合速率，还需测速呼吸速率，因此需要补充测定呼吸速率的实验，具体实验设计为：在黑暗的条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率，然后与净光合的数据对应相加即可求得总光合速率。