光强度和CO2浓度对植物光合作用影响的实验探究

光强度和CO2浓度对植物光合作用影响的实验探究

为了探究光强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响，某同学进行了下列实验。

实验假设

光强度和CO2浓度对植物光合作用强度有影响。

实验步骤

（略）

实验结果

某植物在不同条件下单位时间内O2释放量（mL）

结果分析与问题解答

1. 作出假设的依据：

• 光是光合作用的必要条件之一，光强度会影响光反应；
• CO2是光合作用的原料，CO2浓度会影响碳反应。

2. 实验自变量：
   该实验方案中确定的自变量是光强度和CO2浓度。

3. 蔬菜产量提高的原因：
   某大棚蔬菜生产基地在种植蔬菜时，棚内还种植了一些蘑菇，结果发现蔬菜的产量有了明显提高。这是因为蘑菇是分解者，能分解有机物并释放CO2，供蔬菜利用。

4. 氧气释放量的解释：
   上表中测得的O2释放量并非光合作用实际产生的氧气量，这是因为：植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分。

5. C3含量的比较：
   如图所示为某植物在25℃时不同光强度下的光合作用强度曲线。与c点比较，b点时叶肉细胞中C3的含量较高。这是因为b点时光照强度较低，光反应产生[H]和ATP较少，三碳化合物还原较少，但二氧化碳固定量较多。

6. 温度变化对光合作用的影响：
   若已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，请在图中画出30℃时（原光强度和CO2浓度不变）相应的光合作用强度与光强度关系的大致曲线（要求在曲线上标明与图中a、b、c三点对应的a′、b′、c′三点的位置）。

分析

1. 根据光合作用和呼吸作用的物质变化，可以确定图中①表示光反应，②表示暗反应，④表示有氧呼吸的第一阶段，③表示有氧呼吸的第二、三两个阶段。光反应能为暗反应提供[H]和ATP，因此X表示ATP；有氧呼吸的第一阶段产生丙酮酸和[H]，因此图中Y表示丙酮酸。
2. 影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、CO2浓度、含水量、矿质元素等。
3. 应从影响光合作用的因素以及对照实验的原则着手，利用光合作用的原理进行解题。

解答

1. 假设可以是正确的也可以是错误的，一般学生的探究实验是根据所学知识提出的。影响光合作用的因素很多，其中光是光合作用的必要条件之一，光照强度会影响光反应，CO2是光合作用的原料，CO2浓度会影响暗反应。
2. 从表格中可以看出，不同功率的灯泡可以表示不同强度的光照，因此实验的自变量为光照强度和CO2浓度。
3. 蘑菇是分解者，细胞呼吸产生的CO2使大棚内CO2浓度升高，蔬菜光合作用增强，最终导致蔬菜的产量有了明显提高。
4. 植物在进行光合作用的同时，也进行呼吸作用，植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分，因此上表中测得的O2释放量表示光合作用的净释放量，即净光合速率。
5. 如图所示为某植物在25℃时不同光强度下的光合作用强度曲线。与c点比较，b点时光照强度较低，光反应产生[H]和ATP较少，三碳化合物还原较少，但二氧化碳固定量较多，因此叶肉细胞中C3的含量较高。
6. 曲线中的a点表示呼吸作用强度；b表示光补偿点，此时光合作用等于呼吸作用；c点表示光饱和点，即最大光合速率。由于该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25°C和30°C，因此当温度由25°C升高到30°C时，植物的呼吸作用变强，因此a点下移；呼吸作用变强而光合作用减弱，因此要达到光补偿点，b必须右移，c点需下移。

点评

本题考查了影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的应用等方面的知识，意在考查考生的分析能力和理解能力，难度适中。

本文原文来自1010jiajiao.com