Question

10．利用西紅柿進行光合作用的研究．一組為探究西紅柿生長的最佳光照強度，取若干生長狀況相同的西紅柿植株，平均分為7組，分別放在密閉的玻璃容器中．實驗開始時測定CO₂的濃度，12小時后再次測定CO₂的濃度，實驗結(jié)果如下表；另一組將西紅柿放置于密閉的容器中，用紅外測量儀進行測量，測量時間均為1小時，測定的條件和結(jié)果如圖所示（數(shù)據(jù)均在標準狀況下測得），據(jù)表和圖回答：

組別	溫度（℃）	光照強度：普通陽光（%）	開始時的CO2濃度（%）	12小時后CO2濃度（%）
1	25	0	0.35	0.368
2	25	10	0.35	0.342
3	25	20	0.35	0.306
4	25	40	0.35	0.289
5	25	60	0.35	0.282
6	25	80	0.35	0.280
7	25	95	0.35	0.279

（1）表中實驗的自變量是光照強度，實驗中第1組在12小時后CO₂濃度變化的原因是細胞呼吸產(chǎn)生了二氧化碳．
（2）若將第7組植株突然移至第4組的條件下，短時間內(nèi)光合細胞中的ATP含量會下降，C5化合物的含量會下降．
（3）該實驗設(shè)計尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強度，請你提出進一步探究的實驗：增加若干實驗組，依次增加光照強度．
（4）圖T₀--T₁表示在適宜條件下生長的番茄幼苗葉綠體中某兩種化合物（[H]、ADP、C₃或C₅），T₁--T₃表示改變某一條件后兩種化合物含量的變化，若T₁時刻突然降低光照強度，則物質(zhì)A、B又分別指的是ADP、C₃．

Answer 1

分析 分析表格：由表格中提供的信息可以看出，該實驗的自變量為光照強度，二氧化碳濃度的變化為因變量，而溫度、開始時的CO₂濃度等都會對對實驗結(jié)果產(chǎn)生隨機影響，但并非實驗要控制的因素，為無關(guān)變量．
表中在光照強度為0時，只進行呼吸作用，此時的CO₂濃度增加量可表示呼吸速率．
因此表格中“12h后CO₂濃度”和“開始時的CO₂濃度”之間的差值表示凈光合速率，而凈光合速率=真光合速率-呼吸速率．

解答 解：（1）由表格中提供的信息可以看出，該實驗的自變量為光照強度，二氧化碳濃度的變化為因變量．實驗中第1組沒有給予光照，在此環(huán)境中，植物只能進行呼吸作用，產(chǎn)生的二氧化碳會導(dǎo)致CO₂濃度升高．
（2）若將第7組植株突然移至第4組的條件下，光照減弱，光反應(yīng)受到影響，光反應(yīng)產(chǎn)物ATP和NADPH減少，進而影響暗反應(yīng)過程中三碳化合物的還原，導(dǎo)致五碳化合物減少．
（3）欲確定西紅柿生長的最佳光照強度，可增加若干實驗組，將光照強度的數(shù)據(jù)差縮小，依次增加光照強度，12小時后再次測定CO₂濃度．
（4）突然降低CO₂濃度，則CO₂與C₅固定速率下降，與C₅消耗下降而積累，另一方面C₃還原繼續(xù)生成C₅，故C₅含量突然上升；生成的C₃下降，與[H]、ATP的還原下降，故一段時間后[H]、ATP積累，另一方面，光反應(yīng)繼續(xù)生成[H]、ATP，故[H]、ATP含量突然上升，故T1時刻突然降低CO₂濃度則物質(zhì)A、B分別指C₅和[H]．若T1時刻突然降低光照強度，則光反應(yīng)生成的[H]、ATP下降，ADP消耗下降而含量上升，故A表示ADP；光反應(yīng)生成的[H]、ATP下降，C₃和[H]、ATP的還原下降，C₃消耗少而積累，另一方面，CO₂繼續(xù)和C₅固定生成C₃，故一段時間后C₃含量上升，故B為C₃．
故答案為：
（1）光照強度     細胞呼吸產(chǎn)生了二氧化碳 
（2）下降    下降   
（3）增加若干實驗組，依次增加光照強度
（4）ADP   C₃

點評 本題通過實驗探究考查了影響光合作用的環(huán)境因素等相關(guān)知識，意在考查考生分析表格的能力、實驗設(shè)計能力和理解能力．在表格中，光照強度為0時，二氧化碳的變化量表示的呼吸速率，其余“12h后CO₂濃度”和“開始時的CO₂濃度”之間的差值表示凈光合速率．