Question

20．合肥万年青园林监理有限公司为了研究合肥北郊紫藤和龙爪槐两种豆科植物光合作用日变化规律，采用ECA-PD0501教学光合蒸腾仪，在夏季5月上旬晴朗无风天气从8：00到18：00每隔 2h测定一次，在植株中部选取长势相似的叶片，每个方向重复3次，测得的相关数据如表所示． 请回答下列有关问题：

时刻	光照强度/μmol•m-2•s-1	CO2浓度/μmol•mol-1	紫藤			龙爪槐
			光合速率/μmolCO2•m-2•s-1	蒸腾速率/μmolH2O•m-2•s-1	气孔阻抗/μmol•m-2•mol-1	光合速率/μmolCO2•m-2•s-1	蒸腾速率/μmolH2O•m-2•s-1	气孔阻抗/μmol•m-2•mol-1
8：00	593	381	9.345	1.241	29.28	16.71	1.118	15.18
10：00	1385	295	21.44	1.596	22.82	27.85	1.932	18.93
12：00	1473	343	14.63	4.32	27.53	16.66	6.209	21.54
14：00	1042	248	3.039	5.321	29.21	5.082	4.044	28.26
16：00	832	346	2.475	2.294	19.32	2.115	1.637	26.21
18：00	97	260	1.527	0.918	16.44	1.069	0.624	18.62

（1）从表中可以看出，影响光合速率的因素除了光照强度、CO₂浓度和气孔阻抗（气孔阻抗降低，气孔张开）外，还有蒸腾速率．一天中，紫藤和龙爪槐的光合速率的变化都呈先升高后降低趋势．据表分析，在中午12：00到14：00，可通过对植物采取喷水（或浇水、遮阴）措施来达到降温增湿的效果，从而避免紫藤和龙爪槐的光合速率进一步下降．
（2）图中数据显示：一天中8：00时，CO₂浓度最高，但此时紫藤光合作用速率却较低，原因可能是8：00时光照强度较低，光反应较弱，同时气孔阻抗较高，C0₂固定较弱（暗反应较弱），此时叶肉细胞产生[H]的具体场所为叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体基质．若增强光照，则叶肉细胞内$\frac{{C}_{5}}{{C}_{3}}$的值短时间内将会升髙（填“升髙”或“降低”）．
（3）实验中在植株中部选取长势相似的叶片，每个方向重复3次的目的是消除无关变量对实验结果的影响，通过多次测量求平均值以减少实验误差．

Answer 1

分析 1、影响光合速率的因素除了光照强度、CO₂浓度外，从表中还可以看出，和气孔阻抗和蒸腾速率．一天中，从紫藤和龙爪槐两者的数据分析，光合速率的变化都呈先升高后降低．
2、对照试验为保证变量唯一，要求消除无关变量对实验结果的影响，所采取的措施往往是尽量相似或相同，通过多次测量求平均值以减少实验误差．

解答 解：（1）影响光合速率的因素除了光照强度、CO₂浓度外，从表中还可以看出，和气孔阻抗和蒸腾速率．一天中，从紫藤和龙爪槐两者的数据分析，光合速率的变化都呈先升高后降低．
（2）

时刻	光照强度/μmol•m-2•s-1	CO2浓度/μmol•mol-1	紫藤
			光合速率/μmolCO2•m-2•s-1	蒸腾速率/μmolH2O•m-2•s-1	气孔阻抗/μmol•m-2•mol-1
8：00	593	381	9.345	1.241	29.28

由图中数据显示，8：00时，影响紫藤光合作用速率却较低，光照强度较低，光反应较弱，同时气孔阻抗较高，C0₂固定较弱（暗反应较弱）．此时叶肉细胞进行呼吸作用和光合作用，所以细胞中产生[H]的场所有 光反应叶绿体类囊体薄膜、以及有氧呼吸的细胞质基质和线粒体基质．
（3）植株中部选取长势相似的叶片属于消除无关变量对实验结果的影响，每个方向重复3次的目的是通过多次测量求平均值以减少实验误差．
故答案为：
（1）蒸腾速率    先升高后降低    喷水（或浇水、遮阴）
（2）8：00时光照强度较低，光反应较弱，同时气孔阻抗较高，C0₂固定较弱（暗反应较弱）    叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体基质    升高．
（3）消除无关变量对实验结果的影响，通过多次测量求平均值以减少实验误差

点评 本题比较综合，考查了光合作用、细胞呼吸等方面的知识，能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力．