Question

【題目】某生物興趣小組設計如下圖所示實驗裝置探究環境因素對光合作用的影響。將某綠色植物置于左側密閉透明的容器中，給予恒定且適宜的工作；右側容器充滿氮氣（氮氣對生物的代謝無影響），并在培養液中培養酵母菌，開始時閥門關閉。請回答下列問題：

（1）一段時間后，打開閥門，當容器中CO2濃度保持相對穩定時，該植物的凈光合速率___________（填“大于”、“小于”或“等于”）零，原因是_________________________________。

（2）若更換右側培養液，用于培養乳酸菌，則一段時間后打開閥門，該植物的光合速率有所下降，原因是____________________________________________。

（3）上述實驗中二氧化碳濃度是影響光合作用變化的主要因素，現實中光合作用強度還受多種外界因素影響，若你要研究其中的______________________（填某一變量名稱）對光合速率的影響，則實驗設計思路是（在其他條件相同且適宜的條件下）_________________________________。

Answer 1

【答案】 大于 此時植物的光合速率等于酵母菌的呼吸速率與植物的呼吸速率之和 乳酸菌無氧呼吸不釋放二氧化碳，打開閥門后，二氧化碳由左側容器向右側容器擴散，導致容器內二氧化碳濃度下降，因此該植物的光合速率下降 光照強度（溫度） 選擇長勢相同的該植物在不同光照強度（溫度）下測定其光合速率

【解析】據圖分析:光照下左側容器內的植物能夠進行光合作用與呼吸作用，右側容器內的酵母菌能夠進行呼吸作用。實驗開始后的一段時間內，閥門始終關閉，左側容器內植物光合作用不斷消耗二氧化碳，CO2濃度不斷下降，下降至光合速率等于呼吸速率時，容器內的二氧化碳濃度趨于穩定；之后,在打開閥門時，右側酵母菌呼吸作用產生的CO2可以擴散至左側容器，左側容器內的植物繼續進行光合作用，直至整個容器內的CO2濃度不再變化，說明植物進行光合作用利用CO2的速率與植物和酵母菌進行呼吸作用共同產生CO2的速率相等。

(1)根據上述分析，一段時間后，打開閥門，當容器中CO2濃度保持相對穩定時，由于此時進行光合作用利用CO2的速率與植物和酵母菌的呼吸作用共同產生CO2的速率相等，所以該植物的凈光合速率（自身光合速率-自身呼吸速率）大于0。

（2）若右側培養液中改為培養乳酸菌，由于乳酸菌進行的無氧呼吸不產生CO2，則一段時間后打開閥門，CO2由左側容器向右側容器擴散，導致容器內CO2濃度下降，因此該植物的光合速率下降。

（3）影響植物的光合速率的因素除有CO2濃度外，環境中光照強度、溫度等都會影響光合作用速率。欲探究光照強度（或溫度）對植物的光合速率的影響時，其大致設計思路應該是選擇長勢相同的該植物在不同光照強度（或溫度）下測定其光合速率（注意控制其他條件相同且適宜）。