Question

10．利用西红柿进行光合作用的研究．一组为探究西红柿生长的最佳光照强度，取若干生长状况相同的西红柿植株，平均分为7组，分别放在密闭的玻璃容器中．实验开始时测定CO₂的浓度，12小时后再次测定CO₂的浓度，实验结果如下表；另一组将西红柿放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条件和结果如图所示（数据均在标准状况下测得），据表和图回答：

组别	温度（℃）	光照强度：普通阳光（%）	开始时的CO2浓度（%）	12小时后CO2浓度（%）
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）表中实验的自变量是光照强度，实验中第1组在12小时后CO₂浓度变化的原因是细胞呼吸产生了二氧化碳．
（2）若将第7组植株突然移至第4组的条件下，短时间内光合细胞中的ATP含量会下降，C5化合物的含量会下降．
（3）该实验设计尚不能确定西红柿生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验：增加若干实验组，依次增加光照强度．
（4）图T₀--T₁表示在适宜条件下生长的番茄幼苗叶绿体中某两种化合物（[H]、ADP、C₃或C₅），T₁--T₃表示改变某一条件后两种化合物含量的变化，若T₁时刻突然降低光照强度，则物质A、B又分别指的是ADP、C₃．

Answer 1

分析 分析表格：由表格中提供的信息可以看出，该实验的自变量为光照强度，二氧化碳浓度的变化为因变量，而温度、开始时的CO₂浓度等都会对对实验结果产生随机影响，但并非实验要控制的因素，为无关变量．
表中在光照强度为0时，只进行呼吸作用，此时的CO₂浓度增加量可表示呼吸速率．
因此表格中“12h后CO₂浓度”和“开始时的CO₂浓度”之间的差值表示净光合速率，而净光合速率=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，该实验的自变量为光照强度，二氧化碳浓度的变化为因变量．实验中第1组没有给予光照，在此环境中，植物只能进行呼吸作用，产生的二氧化碳会导致CO₂浓度升高．
（2）若将第7组植株突然移至第4组的条件下，光照减弱，光反应受到影响，光反应产物ATP和NADPH减少，进而影响暗反应过程中三碳化合物的还原，导致五碳化合物减少．
（3）欲确定西红柿生长的最佳光照强度，可增加若干实验组，将光照强度的数据差缩小，依次增加光照强度，12小时后再次测定CO₂浓度．
（4）突然降低CO₂浓度，则CO₂与C₅固定速率下降，与C₅消耗下降而积累，另一方面C₃还原继续生成C₅，故C₅含量突然上升；生成的C₃下降，与[H]、ATP的还原下降，故一段时间后[H]、ATP积累，另一方面，光反应继续生成[H]、ATP，故[H]、ATP含量突然上升，故T1时刻突然降低CO₂浓度则物质A、B分别指C₅和[H]．若T1时刻突然降低光照强度，则光反应生成的[H]、ATP下降，ADP消耗下降而含量上升，故A表示ADP；光反应生成的[H]、ATP下降，C₃和[H]、ATP的还原下降，C₃消耗少而积累，另一方面，CO₂继续和C₅固定生成C₃，故一段时间后C₃含量上升，故B为C₃．
故答案为：
（1）光照强度     细胞呼吸产生了二氧化碳 
（2）下降    下降   
（3）增加若干实验组，依次增加光照强度
（4）ADP   C₃

点评 本题通过实验探究考查了影响光合作用的环境因素等相关知识，意在考查考生分析表格的能力、实验设计能力和理解能力．在表格中，光照强度为0时，二氧化碳的变化量表示的呼吸速率，其余“12h后CO₂浓度”和“开始时的CO₂浓度”之间的差值表示净光合速率．