题目内容

9.回答下列与光合作用有关的实验题目:
(1)光合促进剂是一种植物生长调节剂,具有与生长素类似的作用.某科研人员利用番茄为实验材料来探究其生理作用,其实验过程如下:
实脸材料:生长状况相同且长势良好的番茄若干株、适宜浓度的光合促进剂、蒸馏水、尺、天平等.
实脸步骤
步骤一:选取生长状况相同长势良好的番茄若干株平均分为甲、乙、丙、丁四组.
步骤二:给予甲、丙两组喷洒适量且适宜浓度的光合促进剂,给予乙、丁两组喷洒等量的蒸馏水.
步骤三:将四组番茄放置于相同且适宜的条件下培养,观察四组番茄的叶片颜色,并测量计算植株的平均株高;待成熟后计算座果数量以及单果重量.
实验结果:如下表所示.植抹生长状况、产量记录表
名称平均株高(cm)座果数(个)叶片颜色平均单果重(g)
甲组220.228.2深绿172.5
乙组206.626.4绿156
丙组222.827.6深绿170
丁组218.825.8绿152.5
根据所学知识冋答下列问题:
①该实验遵循的实验原则有对照原则、单一变量原则和平行重复原则等.据表分析,推断光合促进剂增加番茄产量的原因是:能促进叶绿素的合成,提高了光能利用率,促进了植株生长,进而提高座果数和平均单果重.
②若实验过程中使用的光合促进剂浓度为a,则当光合促进剂的浓度小于a时,番茄产量不一定(填“会”、“不会”或“不一定”)降低,因为不能确定a是否为最适浓度.
(2)低温寒潮会造成农作物受灾,光合作用是受低温影响较显著的过程之一.科研人员用黄瓜研究低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响.
①选取黄瓜叶片,沿叶脉将叶片一分为二,在相同且适宜的条件下,分别测定叶片的光合作用强度.然后进行两种预处理:一半置于低温弱光下,一半置于低温黑暗下,在培养箱内处理6小时.之后,再次置于相同且适宜的条件下,测定光合作用强度,结果如下图.该实验能得出的结论是低温弱光和低温黑暗两种预处理都降低了黄瓜叶片的光合作用强度;
低温弱光比低温黑暗的预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著.
②为进一步探究上述两种预处理对光合作用强度影响的原因,用作NADP+为受体来测定NADPH生成速率的变化,结果如下:
预处理低温黑暗低温弱光
实验前试验后实验前试验后
NADPH生成速率100%85.1%100%55.8%
实验结果表明,低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著,进一步影响暗反应中的C3还原过程,最终导致光合作用强度减弱较明显.

分析 生物实验一般要遵循科学性原则、对照原则、单一变量原则、等量最适原则、平行重复原则、简便可行原则等.由表1中的结果可知,喷洒光合促进剂的甲、丙两组,比不喷洒的对照组的叶色更浓绿,可见光合促进剂能促进叶绿素的合成.题干中已指明,光合促进剂具有与生长素类似的作用,故其作用具有两重性,若所施用的a浓度小于或等于最适浓度时,使用的光合促进剂小于浓度a时番茄的产量将降低;若a大于最适浓度,浓度降低时,根据其作用曲线,以及降低的幅度不同,其效应变化亦可能不同,故番茄的产量有可能增加,也可能减少,也可能产量相同.
分析柱形图:与处理前相比,低温条件处理后,光合作用强度均有很大程度的降低;再比较弱光和黑暗,弱光条件下光合作用强度降低更加明显.
比较实验表格2:低温弱光和低温黑暗相比,低温弱光条件下NADPH生成速率降低更明显.

解答 解:(1)第二步:该实验的目的是探究光合促进剂的生理作用,因此实验的自变量是否喷施适宜浓度的光合促进剂,喷施适宜浓度的光合促进剂的为实验组,对照组应该喷施与光合促进剂等量的蒸馏水进行对照.
第三步:该实验中的培养条件是无关变量,实验过程中无关变量应保持一致且适宜,因此要将四组番茄放置于相同且适宜的条件下培养;由表格中的信息可知,实验的因变量是叶片颜色、平均株高、座果数和平均单果重,因此一段时间后,要观察四组番茄的叶片颜色,测量并计算每组番茄的平均株高、待成熟后计算每组座果数量、称量并计算单果重量的平均值.
①分析表格中的信息可知,实验的因变量是叶片颜色、平均株高、座果数和平均单果重,有4个因变量;甲、丙两组实验处理方法相同为实验组,乙、丁处理方法相同,为对照组,目的是为了消除偶然因素对实验结果的影响,相同实验遵循照原则、单一变量原则和平行重复原则的实验原则.
②由于生长素作用具有两重性,光合促进剂具有生长素效应,因此若实验过程中使用的光合促进剂浓度为a,则当光合促进剂的浓度小于a时,番茄产量不一定降低.
(2)①根据实验表格信息可知,实验进行两种预处理:一半置于低温弱光下,一半置于低温黑暗下,在培养箱内处理6小时.根据柱形图中光合作用强度相对值看出,低温弱光和低温黑暗两种预处理都降低了黄瓜叶片的光合作用强度;
低温弱光比低温黑暗的预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著.
②实验结果表明,低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著,而NADPH将用于暗反应中三碳化合物的还原,即进一步影响暗反应中的C3还原过程,最终导致光合作用强度减弱较明显.
故答案为:
(1)适量且适宜浓度的光合促进剂      相同且适宜
①对照原则、单一变量原则和平行重复原则
②不一定    不能确定a是否为最适浓度
(2)①低温黑暗        低温弱光和低温黑暗两种预处理都降低了黄瓜叶片的光合作用强度;低温弱光比低温黑暗的预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著
②低温弱光      C3还原

点评 本题的知识点是影响光合作用的因素,光合促进剂的生理作用,根据题干信息分析出实验的自变量、因变量和无关变量是解题的突破口,对实验设计的单一变量原则和对照原则的理解应用及分析实验结果获取结论是本题考查的重点.

练习册系列答案
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组别吸光度值细胞抑制率CDK4/6活性
对照组
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中浓度组
高浓度组
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