Question

17．在适宜温度和一定光照条件下，研究不同浓度的蔗糖对培养4周后张良姜试管苗相关指标的影响，结果见下表．请回答下列问题：

品种	蔗糖浓度	叶绿素（μg•g-1）	类胡萝卜素（μg•g-1）	总叶面积（cm2）	总光合速率（μmL•m-2•s-1）	呼吸速率（μL•m-2•s-1）
张 良 姜	487.70	48.73	42.80	42.80	1.35	0.50
	553.68	62.67	58.03	58.03	1.29	0.66
	655.02	83.31	60.78	60.78	1.16	1.10

（1）据表分析，随蔗糖浓度的增加：
①呼吸速率加快，[H]由细胞质基质和线粒体基质（场所）转运到线粒体内膜上与O₂结合的速率加快．
②总光合速率的变化趋势是逐渐减小，请从光合色素的角度分析原因可能是：叶绿素含量与类胡萝卜素含量比值减小．
（2）除蔗糖浓度外，张良姜可通过提高叶绿素和类胡萝卜素的含量和增加总叶面积来吸收更多的光能进行光合作用；也可以通过改变光照强度和CO₂浓度等环境因素提高总光合速率．
（3）据表推测，在试管苗培育过程中高浓度蔗糖会抑制张良姜的产量．为验证该推测，需要进一步设置蔗糖的浓度梯度，测量各浓度梯度下张良姜的净光合速率和呼吸速率．

Answer 1

分析 根据题意和图表分析可知：蔗糖浓度越高，叶绿素和类胡萝卜素含量越多，总叶面积越大，总光合速率越低，呼吸速率越大．

解答 解：（1）①由于有氧呼吸的第一、二阶段都能产生[H]，而第一和第二阶段的场所依次是细胞质基质和线粒体基质，所以呼吸速率加快，[H]由细胞质基质和线粒体基质转运到线粒体内膜上与O₂结合的速率加快．
②根据表格中的数据可知，蔗糖浓度越高，叶绿素含量与类胡萝卜素含量比值减小，导致总光合速率逐渐减小．
（2）根据表格中的数据可知，张良姜可通过提高叶绿素和类胡萝卜素的含量和增加总叶面积来吸收更多的光能进行光合作用；也可以通过改变光照强度和CO₂浓度等环境因素提高总光合速率．
（3）根据表格中的数据推测，在试管苗培育过程中高浓度蔗糖会抑制张良姜的产量．为验证该推测，需要进一步设置蔗糖的浓度梯度，测量各浓度梯度下张良姜的净光合速率和呼吸速率．
故答案为：
（1）①细胞质基质和线粒体基质
②逐渐减小（下降）      叶绿素含量与类胡萝卜素含量比值减小（或类胡萝卜素含量与叶绿素含量比值增大）
（2）提高叶绿素和类胡萝卜素的含量      增加总叶面积        光照强度     CO₂浓度
（3）净光合速率和呼吸

点评 本题主要考查学生对所给信息的理解和分析能力．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压．影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等，影响光合作用的内在因素有：色素的含量、酶的数量、五碳化合物的含量等．