Question

1．狐尾藻是多年生沉水草本植物，它能有效吸收水体中的氮磷元素，具有良好的净化水体的作用．下面是有关狐尾藻的实验，请分析回答：
实验一  为探究光照强度对狐尾藻光合速率的影响，科研人员设计了如图1所示实验装置，试管中放入相同的狐尾藻和等量的黄色BTB溶液（BTB是一种酸碱指示剂，对光不敏感，溶有大量CO₂时呈黄色，CO₂被吸收后呈蓝色），实验结果如表1．
实验二  为探究pH对狐尾藻光合速率的影响，科研人员设计了如图2所示的多套实验装置，试管中放入相同的狐尾藻和不同pH的溶液，通过相关仪器测定净光合放氧速率（μmol O₂•mg叶绿素a^-1•h^-1），实验结果如图3．

距光源的距离/cm	变蓝所需时间/min
10	20
20	40
30	60
40	130
50	∞
60	∞
70	∞

（1）实验一中，当试管距光源50cm以上时，BTB溶液几乎不变蓝，原因是光反应阶段产生的ATP和[H]过少，影响暗反应中CO₂的固定．本实验可得出的结论是在一定范围内，光照强度越弱，光合速率越小．
（2）进行实验二时，需控制试管与光源之间的适宜距离，如果超过30cm，不利于获得正确的实验结论，原因是光照强度太弱，导致不同pH条件下，净光合放氧速率的差异不显著．
（3）pH会影响狐尾藻净光合放氧速率，其原因是：一方面pH影响了酶的活性或生物膜的通透性，从而导致光合作用本身发生变化；另一方面pH引起了狐尾藻的呼吸速率发生变化．
（4）在含大量狐尾藻的水体中，狐尾藻的光合作用会改变水体pH，但对其自身的生长影响不大，原因是狐尾藻在弱碱性水体中的净光合放氧速率变化不大．
（5）生产上，狐尾藻是沤制绿肥的理想植物，这是因为狐尾藻含有较多的氮磷元素，沤制后能为植物生长提供较多的无机氮磷．

Answer 1

分析 1．光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．
2．光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物．

解答 解：（1）实验一中，当试管距光源50cm以上时，BTB溶液几乎不变蓝，原因是距离光源太远影响光反应阶段产生ATP和[H]过少，影响了暗反应中CO₂的固定．分析可得出实验结论：在一定范围内，光照强度越弱，光合速率越小；
（2）实验二中需控制试管与光源之间的适宜距离，如果超过30cm，光照强度太弱，成为影响光合反应速率的主要因素，导致不同pH条件下，净光合放氧速率的差异不显著，不利于获得正确的实验结论；
（3）pH会影响狐尾藻净光合放氧速率，其原因是：一方面pH影响了酶的活性或生物膜的通透性；另一方面，pH引起了狐尾藻呼吸速率的变化，从而影响光合作用；
（4）在含大量狐尾藻的水体中，狐尾藻的光合作用会改变水体pH，由图二可知，狐尾藻在弱碱性水体中的净光合放氧速率变化不大，故对其自身的生长影响不大；
（5）狐尾藻含有较多的氮磷元素，沤制后能为植物生长提供较多的无机氮磷狐尾藻是沤制绿肥的理想植物，故狐尾藻是沤制绿肥的理想植物；
故答案为：（1）ATP和[H]在一定范围内，光照强度越弱，光合速率越小
（2）光照强度太弱，导致不同pH条件下，净光合放氧速率的差异不显著
（3）酶的活性或生物膜的通透性  呼吸速率
（4）狐尾藻在弱碱性水体中的净光合放氧速率变化不大
（5）狐尾藻含有较多的氮磷元素，沤制后能为植物生长提供较多的无机氮磷

点评 本题以“狐尾藻”为载体，考查光合作用、酶、实验分析等相关知识，意在考查学生对一些简单的实验方案做出恰当的评价，并能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题．