Question

5．为研究浮游藻类的光合作用，将一种绿藻培养至指数生长期，并以此为材料，测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率（Pn）．图1为光合放氧测定装置的示意图；图2是不同NaHCO₃浓度（Ph8.5，25℃）条件下测得的Pn 曲线图．请回答下列问题：

（1）通过变换图1中光源，可研究光强、光质对光合作用的影响．
（2）在测定不同光照对Pn的影响时，如不精确控制温度，则测得的光照与Pn的关系难以确定（填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”）．
（3）由于弱碱性的藻培养液中游离CO₂浓度很低，藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶（CA）分解水中的HCO₃^-获得CO₂．图2中达到最大Pn值的最低NaHCO₃浓度为120mg•L^-1；在更高NaHCO₃浓度下，Pn不再增加的主要原因有达到了CO₂饱和点、CA量有限．
（4）培养基中的HCO₃^-与CO₃^2-之间的离子平衡与pH有关，碱性条件下pH越高，HCO₃^-越少，CO₃^2-越多，而CO₃^2-几乎不能被该藻利用．在测定不同pH（7.0～10.0）对光合作用的影响时，导致Pn发生变化的因素有
CO₂（或HCO₃^-）供应量不同、CA（细胞）活性变化．

Answer 1

分析 本题主要考查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．

解答 解：（1）可调光源可改变光照强度、光的波长（光质），从而可以研究光强和光质对光合作用的影响．（2）温度是无关变量，温度过高或过低都会影响酶的活性而影响光合作用，使得难以确定光照对Pn影响，因此在实验过程中要使无关变量相同且适宜，以便排除对实验的干扰．
（3）由图可以看出，达到最大Pn值的最低NaHCO₃浓度为120m•L^-1；在更高NaHCO₃浓度下，外界因素是CO₂浓度达到了CO₂饱和点，不能吸收更多的CO₂；内部因素是CA量不足，不能催化分解更多的HCO₃^-．
（4）由题意可知，pH一方面会影响HCO₃^-的含量，从而影响Pn；另一方面pH也会影响CA酶的活性，从而影响Pn．
故答案为：
（1）光强     光质         
（2）难以确定
（3）120mg•L^-1        达到了CO₂饱和点     CA量有限
（4）CO₂（或HCO₃^-）供应量不同       CA（细胞）活性变化

点评 本题以图形为载体，考查了影响光合作用速率的环境因素等相关知识．考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力，有一定的难度．在实验设计时，要注意遵循对照原则和单一变量原则，控制无关变量要相同且适宜．