Question

【題目】回答下列與光合作用有關的實驗問題：

（1）光合促進劑是一種植物生長調節劑，具有與生長素類似的作用，適宜濃度范圍可增加產量并且存在最適濃度。某科研人員利用番茄為實驗材料來探究其生理作用，其實驗過程如下：實驗材料：生長狀況相同且長勢良好的番茄若干株、適宜濃度的光合促進劑、蒸餾水、尺、天平等。

實驗步驟：

步驟一：選取生長狀況相同且長勢良好的番茄若干株，平均分為甲、乙、丙、丁四組。

步驟二：給予甲、丙兩組噴灑___________________，給予乙、丁兩組噴灑等量的蒸餾水。

步驟三：將四組番茄放置于__________的條件下培養，觀察四組番茄的葉片顏色，并測量計算植株的平均株高；待成熟后計算坐果數量以及單果重量。

實驗結果：如下表所示。

植株生長狀況、產量記錄表

組別	平均株高(cm)	坐果數(個)	葉片顏色	平均單果重(g)
甲組	220．2	28．2	深綠	172．5
乙組	206．6	26．4	綠	156
丙組	222．8	27．6	深綠	170
丁組	218．8	25．8	綠	152．5

若實驗過程中使用的光合促進劑濃度為a，則當光合促進劑的濃度小于a時，番茄產量__________（填“會”“不會”或“不一定”）降低，因為______________________________。

（2）低溫寒潮會造成農作物受災，光合作用受低溫影響較顯著。科研人員用黃瓜研究低溫弱光和低溫黑暗兩種預處理對葉片光合作用的影響。

①選取黃瓜葉片，沿葉脈將葉片一分為二，在相同且適宜的條件下，分別測定葉片的光合作用強度。然后進行兩種預處理：一半置于低溫弱光下，一半置于__________下，在培養箱內處理6小時。之后，再次置于相同且適宜的條件下，測定光合作用強度，結果如上圖。該實驗能得出的結論是______________________________。

②為進一步探究上述兩種預處理對光合作用強度影響的原因，用ADP作為受體來測定NADPH生成速率的變化，結果如下表：

預處理	低溫黑暗		低溫弱光
	實驗前	實驗后	實驗前	實驗后
NADPH生成速率	100%	85．1%	100%	55．8%

實驗結果表明，__________的預處理導致光反應減弱更顯著，進一步影響暗反應中的__________過程，最終導致光合作用強度減弱較明顯。

Answer 1

【答案】適量且適宜濃度的光合促進劑 相同且適宜 不一定 不能確定a是否為最適濃度 低溫黑暗 低溫弱光和低溫黑暗兩種預處理都降低了黃瓜葉片的光合作用強度，低溫弱光比低溫黑暗的預處理對黃瓜葉片光合作用強度降低的影響更顯著 低溫弱光 C3的還原

【解析】

由表1中的結果可知，噴灑光合促進劑的甲、丙兩組，比不噴灑的對照組的葉色更濃綠，可見光合促進劑能促進葉綠素的合成。題干中已指明，光合促進劑具有與生長素類似的作用，故其作用具有兩重性，若所施用的a濃度小于或等于最適濃度時，使用的光合促進劑小于濃度a時番茄的產量將降低；若a大于最適濃度，濃度降低時，根據其作用曲線，以及降低的幅度不同，其效應變化亦可能不同，故番茄的產量有可能增加，也可能減少，也可能產量相同。

分析柱形圖：與處理前相比，低溫條件處理后，光合作用強度均有很大程度的降低；再比較弱光和黑暗，弱光條件下光合作用強度降低更加明顯。

比較實驗表格2：低溫弱光和低溫黑暗相比，低溫弱光條件下NADPH生成速率降低更明顯。

（1）第二步：該實驗的目的是探究光合促進劑的生理作用，因此實驗的自變量是否噴施適宜濃度的光合促進劑，噴施適宜濃度的光合促進劑的為實驗組，對照組應該噴施與光合促進劑等量的蒸餾水進行對照。

第三步：該實驗中的培養條件是無關變量，實驗過程中無關變量應保持一致且適宜，因此要將四組番茄放置于相同且適宜的條件下培養。

由于生長素作用具有兩重性，光合促進劑具有生長素效應，據上分析可知若實驗過程中使用的光合促進劑濃度為a，則當光合促進劑的濃度小于a時，番茄產量不一定降低。

（2）①根據實驗表格信息可知，實驗進行兩種預處理：一半置于低溫弱光下，一半置于低溫黑暗下，在培養箱內處理6小時。根據柱形圖中光合作用強度相對值看出，低溫弱光和低溫黑暗兩種預處理都降低了黃瓜葉片的光合作用強度；低溫弱光比低溫黑暗的預處理對黃瓜葉片光合作用強度降低的影響更顯著。

②實驗結果表明，低溫弱光的預處理導致光反應減弱更顯著，而NADPH將用于暗反應中三碳化合物的還原，即進一步影響暗反應中的C3還原過程，最終導致光合作用強度減弱較明顯。