Question

【題目】人工補(bǔ)光方式主要有頂部補(bǔ)光和株間補(bǔ)光，株間補(bǔ)光是將補(bǔ)光光源安裝在相鄰兩壟植物中間LED燈發(fā)熱量較低，因此可以作為良好的株間補(bǔ)光光源。某研究小組利用LED燈對(duì)番茄進(jìn)行株間補(bǔ)光實(shí)驗(yàn)，以了解補(bǔ)光對(duì)番茄不同部位葉片光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(CK組為自然光照；LED組是在自然光照的基礎(chǔ)上利用LED燈進(jìn)行補(bǔ)光，其他條件保持不變)。請(qǐng)據(jù)圖回答：

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，光照大于200μmol·m－2·s－1后，LED補(bǔ)光對(duì)于中、下部葉的作用效果較為明顯，最可能的原因是____________________________________________。

(2)對(duì)于上葉而言，在光照強(qiáng)度為200μmol·m－2·s－1的條件下，其葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有____________________________________________。

(3)對(duì)中葉而言，與光照強(qiáng)度為400μmol·m－2·s－1相比，LED組在光照強(qiáng)度為1000μmol·m－2·s－1時(shí)C3的含量相對(duì)___________(填“升高”“降低”或“不變”)，其原因是___________。

(4)本實(shí)驗(yàn)中補(bǔ)光使用的是LED燈，而非普通白熾燈，目的是為了盡可能控制補(bǔ)光組與對(duì)照組的___________相同，以排除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

Answer 1

【答案】自然狀況下，上部葉片遮擋，使中、下部葉接受的光照較弱，補(bǔ)光可以改善中、下葉光照條件 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 降低 光照增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]增多，C3還原加快，CO2的固定不變，因此C3的含量降低 溫度

【解析】

植物的凈光合作用速率同時(shí)受到光合作用和呼吸作用的影響，植株上下溫度無顯著差別的情況下，上部葉的凈光合作用速率高于下部葉的主要原因是光照比較充足、CO2濃度相對(duì)較高，下部葉的呼吸作用比上部葉弱的可能的內(nèi)因是葉片衰老，酶活性較低。

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，光照大于200μmol·m－2·s－1后，LED補(bǔ)光對(duì)于中、下部葉的作用效果較為明顯，最可能的原因是自然狀況下，上部葉片遮擋，使中、下部葉接受的光照較弱，補(bǔ)光可以改善中、下葉光照條件。

(2) 上部葉片在光照強(qiáng)度為200μmol·m－2·s－1的條件下的條件下，葉肉細(xì)胞既能進(jìn)行光合作用，又能進(jìn)行呼吸作用，其葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。

(3)對(duì)中葉而言，與光照強(qiáng)度為400μmol·m－2·s－1相比，LED組在光照強(qiáng)度為1000μmol·m－2·s－1時(shí)光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]增多，C3還原加快，CO2的固定不變，因此C3的含量降低。

(4) 本實(shí)驗(yàn)中保證實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的溫度相同，以排除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，所以補(bǔ)光使用的是LED燈（冷光源），而非普通白熾燈。