Повторяем тему «Факторы, влияющие на скорость фотосинтеза»: тест с ответами и комментариями

Наблюдение: два одинаковых побега элодеи получают одинаковые условия, кроме освещённости. У ярче освещённого побега сначала возрастает показатель фотосинтеза, а затем при дальнейшем усилении света рост почти прекращается. Такая картина заставляет спросить: что ограничивает процесс сейчас и какие данные это подтверждают?

1. НаблюдениеЧто изменилось?
2. ГипотезаКакой фактор лимитирует?
3. ПроверкаМеняем один фактор.
4. ВыводСверяем прогноз с данными.
Содержание статьи4 раздела

Как читать данные о скорости фотосинтеза

Интенсивность света, доступность CO₂, температура и состояние листа могут менять скорость фотосинтеза. Если один фактор уже не ограничивает процесс, дальнейшее увеличение именно этого фактора может почти не давать эффекта: ограничивающим становится другой.

Условие Скорость, усл. ед. Описание
1 3 слабый свет, CO₂ достаточен
2 7 средний свет, CO₂ достаточен
3 8 сильный свет, CO₂ достаточен
4 13 сильный свет, CO₂ повышен
Важно: «фактор влияет» и «фактор сейчас лимитирует» — не одно и то же. Лимитирующим называют тот ресурс или условие, изменение которого в данных условиях заметно изменит скорость процесса.

16 заданий: от наблюдения к выводу

Выберите один вариант в каждом задании. После нажатия «Проверить результат» появятся правильные ответы и объяснения. Открытые задания ниже не входят в автоматический балл.

1При слабом освещении увеличение интенсивности света повышает скорость фотосинтеза, а другие условия не меняются. Какой вывод наиболее обоснован?

2Почему график зависимости скорости фотосинтеза от освещённости часто выходит на плато при сильном свете?

3Два одинаковых растения освещают одинаково. У первого CO₂ больше, и скорость фотосинтеза выше. Какое объяснение лучше соответствует данным?

4Почему температура влияет на скорость фотосинтеза даже при достаточном свете?

5По таблице выше какое сравнение лучше показывает, что при сильном свете повышение CO₂ могло ускорить процесс?

6Скорость выросла при увеличении света от 100 до 300 усл. ед., но почти не изменилась от 300 до 600. Что логичнее проверить дальше?

7Растение получает яркий свет, но находится в воздухе с очень низким содержанием CO₂. Что наиболее вероятно?

8В жаркий сухой день у растения частично закрылись устьица. Как это может повлиять на фотосинтез?

9Какой вариант лучше описывает опыт по влиянию температуры на скорость фотосинтеза?

10В опыте с водным растением считают пузырьки газа. Почему такой показатель приблизительный?

11Почему слишком высокая температура может снизить скорость фотосинтеза?

12Почему красный и синий свет часто эффективнее зелёного для фотосинтеза многих зелёных растений?

13При высокой освещённости добавление CO₂ увеличило скорость фотосинтеза, а при очень слабом свете почти не изменило её. Почему?

14На графике скорость фотосинтеза растёт до 25 °C, а затем снижается к 40 °C. Какой вывод допустим?

15Ученик проверяет гипотезу «недостаток CO₂ ограничивает фотосинтез при ярком свете». Какой результат лучше поддержит гипотезу?

16Какой вывод лучше завершает цепочку «наблюдение → гипотеза → проверка → вывод»?

Что повторить, если были ошибки

1–4Лимитирующий фактор и роль света, CO₂, температуры.
5–10Чтение данных и качество показателей опыта.
11–16Ферменты, устьица, спектр и контроль переменных.

Открытые мини-задания

  1. Предложите опыт, который отличит ограничение светом от ограничения CO₂. Критерий: меняется один фактор за раз и указан измеряемый результат.
  2. Почему одинаковая освещённость не гарантирует одинаковую скорость фотосинтеза у двух растений? Критерий: названы минимум два других фактора и механизм их влияния.
  3. По таблице перед тестом сформулируйте один вывод и одно ограничение вывода. Критерий: вывод опирается на конкретное сравнение.
Ключ и объяснения — статический резерв

Если JavaScript недоступен, раскройте этот блок после самостоятельного выполнения теста.

  1. 1. B — Свет в этих условиях был лимитирующим фактором. Рост скорости после усиления света показывает, что исходная освещённость ограничивала процесс. Это не означает, что другие факторы вообще не важны: при дальнейшем усилении света лимитировать может CO₂ или температура.
  2. 2. D — Другой фактор начинает ограничивать скорость процесса. Когда света уже достаточно, его дальнейшее увеличение может почти не ускорять процесс, потому что ограничивающим становится другой фактор. Плато само по себе не означает остановку фотосинтеза.
  3. 3. A — Исходная доступность CO₂ частично ограничивала фиксацию углерода. CO₂ поставляет углерод для синтеза органических соединений, поэтому его нехватка может ограничивать фотосинтез. При достаточном CO₂ ограничивающим станет другой фактор.
  4. 4. C — Многие реакции фотосинтеза зависят от работы ферментов. Фотосинтез включает ферментативные реакции, скорость которых зависит от температуры в определённом диапазоне. Слишком низкая температура замедляет реакции, а слишком высокая может нарушать работу белков и водный баланс.
  5. 5. C — Условия 3 и 4. В условиях 3 и 4 освещённость одинакова, а доступность CO₂ различается; скорость растёт с 8 до 13. Это сравнение лучше всего изолирует влияние CO₂.
  6. 6. A — Изменить CO₂ или температуру, сохранив сильный свет. Плато при сильном свете указывает, что свет, вероятно, перестал быть главным ограничением. Чтобы найти новый лимитирующий фактор, следует менять по одному другому фактору.
  7. 7. D — Недостаток CO₂ может ограничить образование органических веществ. Свет поставляет энергию, но углерод для синтеза органических соединений поступает из CO₂. Яркий свет не компенсирует сильный дефицит углекислого газа.
  8. 8. B — Поступление CO₂ в лист может снизиться, что уменьшит скорость фотосинтеза. Закрытие устьиц уменьшает потерю воды, но одновременно ограничивает поступление CO₂. Поэтому при водном стрессе фотосинтез может снизиться даже при сильном освещении.
  9. 9. A — Менять температуру, сохраняя свет и доступ CO₂ сходными. Чтобы связать изменение результата именно с температурой, остальные важные условия контролируют. Одновременное изменение нескольких переменных делает причинный вывод слабым.
  10. 10. B — Размер пузырьков различается, а часть газа растворяется в воде. Число пузырьков может быть связано с выделением кислорода, но пузырьки имеют разный объём и часть O₂ остаётся растворённой. Поэтому это удобный, но грубый показатель.
  11. 11. C — Может нарушаться работа ферментов и усиливаться водный стресс. Ферментативные реакции имеют рабочий температурный диапазон. Сильный нагрев также усиливает водные потери и может вызвать закрытие устьиц, ограничивая CO₂.
  12. 12. D — Хлорофиллы сильнее поглощают красный и синий участки спектра, чем зелёный. Основные хлорофиллы хорошо поглощают красный и синий свет и слабее — зелёный, часть которого отражается или проходит через лист. Реальный спектральный ответ также зависит от других пигментов и строения листа.
  13. 13. D — При слабом свете главным ограничением остаётся недостаток световой энергии. Если света мало, растение не может эффективно использовать дополнительный CO₂, потому что процесс ограничен световой энергией. При сильном свете ограничение CO₂ проявляется заметнее.
  14. 14. C — В исследованных условиях скорость была наибольшей около 25 °C. Данные позволяют говорить только об исследованном растении и условиях. Температурные оптимумы различаются у разных видов и зависят от среды.
  15. 15. B — При добавлении CO₂ при том же ярком свете скорость заметно возрастёт. Если повышение CO₂ при неизменном ярком свете ускоряет процесс, это согласуется с гипотезой, что CO₂ был лимитирующим. Одновременная смена нескольких факторов не позволяет выделить причину.
  16. 16. A — Вывод опирают на сравнение при контролируемом изменении условий. Причинный вывод строится на сравнении условий, где целенаправленно меняют интересующий фактор и контролируют остальные. Так отделяют причинную связь от совпадения.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым