Question

8．為研究浮游藻類的光合作用，將一種綠藻培養至指數生長期，并以此為材料，測定了藻細胞在不同條件下的凈光合速率（Pn）．圖1為光合放氧測定裝置的示意圖；圖2是不同NaHCO₃濃度（pH8.5，25℃）條件下測得的Pn曲線圖．請回答下列問題：

（1）通過變換圖1中光源，可研究光強、光質對光合作用的影響，當增強該因素時，短時間內葉肉細胞中C₃化合物的含量減少．
（2）在測定不同光照對Pn的影響時，如不精確控制溫度，則測得的光照與Pn的關系難以確定（填“呈正相關”、“呈負相關”或“難以確定”）．
（3）由于弱堿性的藻培養液中游離CO₂濃度很低，藻光合作用主要通過胞內碳酸酐酶（CA）分解水中的HCO₃^-獲得CO₂．圖2中達到最大Pn值的最低NaHCO₃濃度為；在更高NaHCO₃濃度下，Pn不再增加的主要原因有達到了CO₂飽和點、CA量有限．
（4）培養基中的HCO₃^-與CO₃^2-之間的離子平衡與pH有關，堿性條件下pH越高，HCO₃^-越少，CO₃²越多，而CO₃^2-幾乎不能被該藻利用．在測定不同pH（7.0～10.0）對光合作用的影響時，導致Pn發生變化的因素有CO^₂（或HCO₃^-）供應量不同、CA（細胞）活性變化．

Answer 1

分析 本題主要考查影響光合作用的環境因素．
1、溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當溫度低于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而加強，當溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱．
2、二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強．當二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強．
3、光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度的增加而增強．當光照強度增加到一定的值，光合作用強度不再增強．

解答 解：（1）可調光源可改變光照強度、光的波長（光質），從而可以研究光強和光質對光合作用的影響．光照增強，光反應加快，ATP和[H]生成加快，暗反應中的三碳化合物還原加快，其來源短時間內不變，最終導致三碳化合物含量下降．
（2）溫度是無關變量，溫度過高或過低都會影響酶的活性而影響光合作用，使得難以確定光照對Pn影響，因此在實驗過程中要使無關變量相同且適宜，以便排除對實驗的干擾．
（3）由圖可以看出，達到最大Pn值的最低NaHCO₃濃度為120m•L^-1；在更高NaHCO₃濃度下，外界因素是CO₂濃度達到了CO₂飽和點，不能吸收更多的CO₂；內部因素是CA量不足，不能催化分解更多的HCO₃^-．
（4）由題意可知，pH一方面會影響HCO₃^-的含量，從而影響Pn；另一方面pH也會影響CA酶的活性，從而影響Pn．
故答案為：
（1）光強  光質  減少 
（2）難以確定
（3）120 mg•L^-1 達到了CO₂飽和點        CA量有限
（4）CO^₂（或 HCO₃^-）供應量不同         CA（細胞）活性變化

點評 本題以圖形為載體，考查了影響光合作用速率的環境因素等相關知識．考查了學生識圖、析圖能力，運用所學知識分析和解決問題的能力，綜合理解能力，有一定的難度．在實驗設計時，要注意遵循對照原則和單一變量原則，控制無關變量要相同且適宜．