Question

【题目】某生物兴趣小组设计如下图所示实验装置探究环境因素对光合作用的影响。将某绿色植物置于左侧密闭透明的容器中，给予恒定且适宜的工作；右侧容器充满氮气（氮气对生物的代谢无影响），并在培养液中培养酵母菌，开始时阀门关闭。请回答下列问题：

（1）一段时间后，打开阀门，当容器中CO2浓度保持相对稳定时，该植物的净光合速率___________（填“大于”、“小于”或“等于”）零，原因是_________________________________。

（2）若更换右侧培养液，用于培养乳酸菌，则一段时间后打开阀门，该植物的光合速率有所下降，原因是____________________________________________。

（3）上述实验中二氧化碳浓度是影响光合作用变化的主要因素，现实中光合作用强度还受多种外界因素影响，若你要研究其中的______________________（填某一变量名称）对光合速率的影响，则实验设计思路是（在其他条件相同且适宜的条件下）_________________________________。

Answer 1

【答案】 大于 此时植物的光合速率等于酵母菌的呼吸速率与植物的呼吸速率之和 乳酸菌无氧呼吸不释放二氧化碳，打开阀门后，二氧化碳由左侧容器向右侧容器扩散，导致容器内二氧化碳浓度下降，因此该植物的光合速率下降 光照强度（温度） 选择长势相同的该植物在不同光照强度（温度）下测定其光合速率

【解析】据图分析:光照下左侧容器内的植物能够进行光合作用与呼吸作用，右侧容器内的酵母菌能够进行呼吸作用。实验开始后的一段时间内，阀门始终关闭，左侧容器内植物光合作用不断消耗二氧化碳，CO2浓度不断下降，下降至光合速率等于呼吸速率时，容器内的二氧化碳浓度趋于稳定；之后,在打开阀门时，右侧酵母菌呼吸作用产生的CO2可以扩散至左侧容器，左侧容器内的植物继续进行光合作用，直至整个容器内的CO2浓度不再变化，说明植物进行光合作用利用CO2的速率与植物和酵母菌进行呼吸作用共同产生CO2的速率相等。

(1)根据上述分析，一段时间后，打开阀门，当容器中CO2浓度保持相对稳定时，由于此时进行光合作用利用CO2的速率与植物和酵母菌的呼吸作用共同产生CO2的速率相等，所以该植物的净光合速率（自身光合速率-自身呼吸速率）大于0。

（2）若右侧培养液中改为培养乳酸菌，由于乳酸菌进行的无氧呼吸不产生CO2，则一段时间后打开阀门，CO2由左侧容器向右侧容器扩散，导致容器内CO2浓度下降，因此该植物的光合速率下降。

（3）影响植物的光合速率的因素除有CO2浓度外，环境中光照强度、温度等都会影响光合作用速率。欲探究光照强度（或温度）对植物的光合速率的影响时，其大致设计思路应该是选择长势相同的该植物在不同光照强度（或温度）下测定其光合速率（注意控制其他条件相同且适宜）。