Question

【題目】科研人員在研究低溫對番茄幼苗光合作用的影響時發(fā)現(xiàn)：低溫環(huán)境中番茄幼苗的光合速率明顯下降。為了研究低溫影響番茄幼苗光合作用的機(jī)理，設(shè)計了相關(guān)探究實驗，結(jié)果如下：

溫度	葉綠素含量 （）	光合速率（CO2） （）	氣孔導(dǎo)度 （）
常溫	18.69	9.19	0.153
低溫	10.74	2.75	0.056

（1）根據(jù)實驗結(jié)果分析，低溫降低番茄幼苗光臺作用速率的原因可能是：

①低溫導(dǎo)致葉綠素含量下降，植物______的能力下降，使光反應(yīng)速率下降。

②低溫導(dǎo)致______下降，植物吸收CO2的能力下降，使暗反應(yīng)速率降低。

（2）在上述實驗中，除自變量外，需要嚴(yán)格控制的無關(guān)變量有______（答出兩個即可）。

（3）科研人員用與上述實驗類似的方法發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分裂素能緩解低溫對番茄幼苗的上述影響。請設(shè)計實驗驗證科研人員的發(fā)現(xiàn)，寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。備選材料與試劑：長勢、生理狀況相同的番茄幼苗若干，磷酸鹽緩沖液，細(xì)胞分裂素溶液（溶解在磷酸鹽緩沖液中，濃度適宜），測量葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度及光合速率的方法不做具體要求______。

Answer 1

【答案】吸收光能 氣孔導(dǎo)度 光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、溫度等 實驗思路：將長勢、生理狀態(tài)相似的番茄幼苗隨機(jī)均分為甲、乙兩組，置于低溫環(huán)境中培養(yǎng)。甲組幼苗噴施適量一定濃度的溶解在磷酸鹽緩沖液中的細(xì)胞分裂素溶液；乙組幼苗噴施等量磷酸鹽緩沖液。一段時間后測定兩組幼苗葉綠素含量、光合速率和氣孔導(dǎo)度并記錄。

預(yù)期結(jié)果：乙組幼苗三項指標(biāo)均比甲組幼苗有所升高

【解析】

①低溫導(dǎo)致葉綠素含 量下降，吸收光能的能力降低，光反應(yīng)速率降低，從而導(dǎo)致光合速率降低；低溫導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度下降，吸收CO2的能力降低，暗反應(yīng)速率降低，從而導(dǎo)致光合速率降低②實驗思路：將長勢、生理狀態(tài)相似的番茄幼苗隨機(jī)均分為甲、乙兩組，置于低溫環(huán)境中培養(yǎng)。甲組幼苗噴施適量一定濃度的溶解在磷酸鹽緩沖液中的細(xì)胞分裂素溶液。乙組幼苗噴施等量磷酸鹽緩沖液。-段時間后測定兩組幼苗葉綠素含量、光合速率和氣孔導(dǎo)度并記錄。預(yù)期結(jié)果：乙組幼苗三項指標(biāo)均比甲組幼苗有所升高

（1）實驗結(jié)果顯示低溫條件下，葉綠素含量下降，而且氣孔導(dǎo)度下降，進(jìn)而引起光合速率下降，據(jù)此分析，低溫降低番茄幼苗光臺作用速率的原因可能是：

①低溫導(dǎo)致葉綠素含量下降，植物吸收光能的能力下降，使光反應(yīng)速率下降，進(jìn)而產(chǎn)生的還原氫和ATP下降，影響了暗反應(yīng)過程中C3的還原速率，導(dǎo)致光合速率下降。

②低溫導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度下降，植物吸收CO2的能力下降，使暗反應(yīng)速率降低，進(jìn)而影響了光合速率。

（2）根據(jù)實驗設(shè)計的單一變量原則分析，在上述實驗中，除自變量溫度不同外，其他的無關(guān)變量都應(yīng)該相同且適宜，需要嚴(yán)格控制的無關(guān)變量有光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、溫度等。

（3）實驗?zāi)康氖牵候炞C細(xì)胞分裂素能緩解低溫對番茄幼苗的上述影響（降低光合速率），根據(jù)實驗?zāi)康姆治觯�該實驗的單一變量是低溫條件下是否利用細(xì)胞分裂素處理幼苗，因變量是光合速率、葉綠素含量和氣孔導(dǎo)度，保證其他的無關(guān)變量相同且適宜。實驗設(shè)計思路如下：將長勢、生理狀態(tài)相似的番茄幼苗隨機(jī)均分為甲、乙兩組，置于低溫環(huán)境中培養(yǎng)。甲組幼苗噴施適量一定濃度的溶解在磷酸鹽緩沖液中的細(xì)胞分裂素溶液。乙組幼苗噴施等量磷酸鹽緩沖液。一段時間后測定兩組幼苗葉綠素含量、光合速率和氣孔導(dǎo)度并記錄。預(yù)期結(jié)果：乙組幼苗三項指標(biāo)均比甲組幼苗有所升高。