Question

某课外研究小组探究影响光合作用的因素。取若干生长状况基本相同的玉米幼苗，随机平均分为8组，分别放在不同条件下密闭的玻璃容器中。实验开始时测定CO₂的浓度，12小时后再次测定CO₂的浓度，实验结果如下表，请据表分析回答：

组别	温度（℃）	普通阳光（%）	开始时CO2浓度（%）	12小时后CO2浓度（%）
1	25	0	0．36	0．38
2	25	10	0．36	0．37
3	25	20	0．36	0．36
4	25	40	0．36	0．34
5	25	60	0．36	0．32
6	25	80	0．36	0．29
7	8	60	0．36	0．35
8	8	80	0．36	0．35

（1）该实验的自变量有______。实验中第1组在12小时后CO₂浓度变化的原因是                。若能每天光照12小时，要使玉米幼苗能在25℃条件下生长，光照强度必须大于普通阳光        %。

（2）在第3组的条件下，玉米叶肉细胞的光合作用______（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用。分析造成7、8组实验结果相同的可能原因：                   。

（3）该实验设计尚不能确定玉米幼苗生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验思路：______。

Answer

（1）温度 光照强度（1分 缺一不给分） 细胞呼吸产生CO2 40 （2）大于（1分） 温度过低影响酶活性从而限制光合作用（其它合理答案也给分） （3）在适宜温度下，增加若干实验组，依次增加光照强度（其它合理答案也给分）

【解析】（1）根据实验目的“研究小组探究影响光合作用的因素”，再结合表中影响光合作用的因素可知，该实验的自变量有两个：温度和光照强度。实验中第1组是在黑暗条件下，CO2浓度变化的原因是植物细胞呼吸产生CO2导致。每天光照12小时，要使玉米幼苗能在25℃条件下生长，必须密闭容器内的CO2浓度要有减少量要至少等于每天黑暗12小时产生的CO2，即12×（0．36-0．34）=12×（0．38-0．36），这样才说明植物体内有有机物积累，所以需要补充的光照强度应大40%。（2）在第3组的条件下，整株玉米的光合作用消耗CO2量正好等于呼吸作用产生的CO2量，若只是玉米叶肉细胞的光合作用消耗的CO2量应大于其呼吸作用产生的CO2量。结合表中数据分析，造成7、8组实验结果相同的可能原因温度过低影响酶活性从而限制光合作用。（3）若要确定玉米幼苗生长的最佳光照强度，需要在适宜温度下，增加若干实验组，依次增加光照强度，找出最佳光照强度。

【考点定位】探究光合作用的影响因素

【名师点睛】光合速率与呼吸速率的关系

（1）呼吸速率

①概念：指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。

②表示方法：单位时间内释放的CO2量或吸收的O2量。

③测定条件：黑暗条件下。

（2）表观（净）光合速率：光照下测定的CO2吸收速率（或O2释放速率）。

（3）实际（总）光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式＝表观（净）光合速率＋呼吸速度。具体可表示为：实际光合速率＝从外界吸收CO2的速率＋呼吸释放CO2的速率或实际光合速率＝释放O2的速率＋呼吸消耗O2的速率。

（4）真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法（如下表）：

真正光合速率

O2产生（生成）速率或叶绿体释放O2量

CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量

有机物产生（制造、生成）速率

净光合速率

植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率

植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率

有机物积累速率

呼吸速率

黑暗中O2吸收速率

黑暗中CO2释放速率

有机物消耗速率

（5）光合速率与植物生长的关系

①当净（表观）光合速率＞0时，植物积累有机物而生长；

②净光合速率＝0时，植物不能生长；

③净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。

由图乙可看出，最有利于植物生长的应为净光合速率的至高点，而非真正光合速率的至高点。