Question

【題目】為了探究不同施氮水平對大蒜光合作用的影響，以“民樂紫皮”大蒜為試材，采用盆栽試驗，做了下列實驗：選擇大小一致的大蒜種球移入盆內，在充足供水條件下培養，每盆5株。出苗10d后，分別施不同量的氮肥。對照CK（0g/盆)、低氮N1（1g/盆)、中氮N2、N3（2、3g/盆)和高氮N6（6g/盆)，所用氮肥為尿素，一次性施入，每組處理設3次重復。60d后，測定葉綠素含量、凈光合速率，結果如下。請回答：

處理	葉綠素含量（mg/gFW）	類胡蘿卜素含量（mg/gFW）
CK	0.726	0.443
N1	0.786	0.475
N2	0.885	0.481
N3	1.140	0.756
N6	0.891	0.449

（1）實驗中每組設置3次重復的目的是______。

（2）測定葉綠體中色素含量時，可以用______進行提取。N3處理組與對照組相比，葉綠素總量的提高幅度為______％。表中結果表明，______有利于提高大蒜葉綠素含量，促進光合作用。

（3）實驗中測定大蒜的凈光合速率時，選擇在晴天9：30~11：00進行，因為此時______。結果表明，大蒜葉片光合速率隨著施氮量的增加呈______的趨勢。

（4）氮素影響植物葉綠素的合成，直接影響光合作用的______反應，氮素還能影響與光合作用有關的酶的合成，從而影響光合作用______反應的進行。

（5）已知單獨增施鉀肥也能提高光合作用速率。在上述研究基礎上，需要研究同時增施鉀肥和氮肥是否比單獨增施氮肥和鉀肥對光合作用促進作用更強，應至少設計______組實驗。

Answer 1

【答案】防止偶然因素對實驗結果的影響，減少誤差 無水乙醇（或丙酮） 57.02 適量增施氮肥（沒有“適量”不給分） 光照充足、溫度適宜 先增加后下降 光 光反應和暗 4

【解析】

實驗設計的一般步驟：

分組編號→設置對照實驗（給與不同的處理）→觀察并記錄實驗結果（注意保證無關變量的一致性）→得出結論。

題意由實驗目的探究不同施氮水平對大蒜光合作用的影響可知，本實驗的單一變量是不同施氮水平，因變量是光合作用速率的變化，保證無關變量相同且適宜。

（1）為了防止偶然因素對實驗結果的影響，減少誤差，在實驗中每組設置3次重復，求得平均值。

（2）利用葉綠素能夠溶解到有機溶劑中的特性，在測定葉綠體中色素含量時，可以用無水乙醇（或丙酮）進行提取。N3處理組與對照組相比，葉綠素總量的提高幅度為（1.140-0.726）/0.726=57.02％。實驗結果顯示隨著使用氮素的增多，色素含量增加，但是當氮素過高時，色素含量反而減小，由此可知，適量增施氮肥有利于提高大蒜葉綠素含量，促進光合作用。

（3）實驗中測定大蒜的凈光合速率時，選擇光照充足、溫度適宜的條件，通常晴天9：30~11：00進行。結果表明，大蒜葉片光合速率隨著施氮量的增加呈上升而后下降的趨勢，這與色素的測定結果是一致的。

（4）實驗表明。氮素影響植物葉綠素的合成，進而影響光合作用的光反應過程，N是組成酶的必須元素，因此氮素還能影響與光合作用有關的酶的合成，從而影響光合作用光反應和暗反應的進行，總之，氮素影響了葉綠體色素的合成過程進而影響了光反應，由于氮素參與了葉綠素和與光合作用有關的酶以及ATP和NADPH的合成，進而影響了光反應和暗反應。

（5）已知單獨增施鉀肥也能提高光合作用速率。在上述研究基礎上，需要研究同時增施鉀肥和氮肥是否比單獨增施氮肥和鉀肥對光合作用促進作用更強，根據實驗目的，應至少設計4組實驗，4組實驗分別為對照組，適宜氮肥組、適宜鉀肥組和氮肥和鉀肥混合組，在實驗設計中應遵循單一變量原則、對照原則和等量原則。