Question

某实验小组用小球藻进行实验，探究影响光合速率的因素。他们将一定量的小球藻浸入适宜且相同温度的培养液的试管中，以白炽台灯作为光源。移动台灯可改变光源与试管的距离；CO₂浓度分别设置为0.03%和0.05%，根据实验结果绘制成曲线1 曲线2(如图所示)。请分析回答下列问题：

(1)比较C、D两点的光合速率，可见限制D点光合速率的主要因素是________。EF段__________不再成为光合速率的主要限制因素，若C处突然关闭台灯，叶绿体中C₃的含量将如何变化？____________________________________________________________。

(2)F点的含义是____________________________________________________。

若用缺镁培养液培养小球藻，其他条件不变，F点应向________移。

(3)该小组又做了探究小球藻最适生长温度的预实验，实验结果见下表：

温度(℃)	10	20	30	40	50
光照下释放O2(mg/h)	9.67	14.67	19.67	21.67	19.33

请根据预实验结果，设计进一步的探究实验：材料用具：小球藻若干、大试管若干、含CO₂缓冲液的培养液、水浴锅(控制温度)、量筒等。

该实验应控制好的两个主要无关变量是：①__________；②__________。

实验步骤：

第一步：___________________________________________________________________。

第二步：分组控制温度，______________________________________________________

(温度梯度差为1℃)。

第三步：光照6 h后测定O₂的释放量。

Answer 1

(1) CO₂浓度　CO₂浓度　增加　

(2)该光照强度(与光源相距105 cm)时小球藻光合速率等于呼吸速率　左　

(3)①相同光照时间和距离(或相同的光照强度)　②小球藻的数量相同　第一步：将等量的含有足量CO₂缓冲液的培养液分别装入5只试管，再将数量相同的小球藻分别浸入5只试管中，然后分别放入5个水浴锅中第二步：使其依次为38℃、39℃、40℃、41℃、42℃(可以适当增加温度梯度)，并分别编号为1～5号。

解析：(1)识别该坐标图时要注意横坐标的含义是白炽台灯与试管的距离，距离越远则光照强度越弱。AC段和BD段的光合速率与该距离无关(随着距离的改变而光合速率不变)，所以该段上的任何一点的光合速率的限制因素都是光照强度以外的限制因素CO₂浓度。EF段两条曲线重合，说明CO₂浓度不再是光合作用的限制因素(两组实验的CO₂浓度不同)。突然关闭台灯，光反应停止，则C₃的含量将增加，C₅将减少。(2)F点的含义容易误答为不进行光合作用。缺镁培养液培养的小球藻因缺乏叶绿素，则在相同光照下的光合速率变小，而呼吸速率不受影响，所以其他条件不变时，F点应向左移(即需要更强的光照)。(3)本实验的单一变量是温度，其他需要控制的条件属于无关变量，如光照强度、小球藻的数量等。实验设计的基本步骤是：分组→控制变量→经过一段时间观察实验结果。