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現：低溫環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理，設計了相關探究實驗，結果如下：

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

（1）根據實驗結果分析，低溫降低番茄幼苗光臺作用速率的原因可能是：

①低溫導致葉綠素含量下降，植物______的能力下降，使光反應速率下降。

②低溫導致______下降，植物吸收CO2的能力下降，使暗反應速率降低。

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

（3）科研人員用與上述實驗類似的方法發現細胞分裂素能緩解低溫對番茄幼苗的上述影響。請設計實驗驗證科研人員的發現，寫出實驗思路和預期結果。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 氣孔導度 光照強度、二氧化碳濃度、溫度等 實驗思路：將長勢、生理狀態相似的番茄幼苗隨機均分為甲、乙兩組，置于低溫環境中培養。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、光合速率和氣孔導度并記錄。

預期結果：乙組幼苗三項指標均比甲組幼苗有所升高

【解析】

①低溫導致葉綠素含 量下降，吸收光能的能力降低，光反應速率降低，從而導致光合速率降低；低溫導致氣孔導度下降，吸收CO2的能力降低，暗反應速率降低，從而導致光合速率降低②實驗思路：將長勢、生理狀態相似的番茄幼苗隨機均分為甲、乙兩組，置于低溫環境中培養。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、光合速率和氣孔導度并記錄。預期結果：乙組幼苗三項指標均比甲組幼苗有所升高

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

①低溫導致葉綠素含量下降，植物吸收光能的能力下降，使光反應速率下降，進而產生的還原氫和ATP下降，影響了暗反應過程中C3的還原速率，導致光合速率下降。

②低溫導致氣孔導度下降，植物吸收CO2的能力下降，使暗反應速率降低，進而影響了光合速率。

（2）根據實驗設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，其他的無關變量都應該相同且適宜，需要嚴格控制的無關變量有光照強度、二氧化碳濃度、溫度等。

（3）實驗目的是：驗證細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），根據實驗目的分析，該實驗的單一變量是低溫條件下是否利用細胞分裂素處理幼苗，因變量是光合速率、葉綠素含量和氣孔導度，保證其他的無關變量相同且適宜。實驗設計思路如下：將長勢、生理狀態相似的番茄幼苗隨機均分為甲、乙兩組，置于低溫環境中培養。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、光合速率和氣孔導度并記錄。預期結果：乙組幼苗三項指標均比甲組幼苗有所升高。