Question

连香树为我国Ⅱ级重点保护植物，科研小组以二年生连香树为材料，在田间通过黑色遮阳网设置全光照（L₀）及透光率分别为55%（L₁）、25%（L₂）和10%（L₃）4种光环境，研究遮光对其幼苗光合作用的影响，下图为8月份晴朗白天以植株幼苗位置相当、发育成熟叶片为对象所得的测定结果。回答下列问题：

（1）本实验的自变量为____________________________，在实验时间段内，连香树幼苗有机物总量的变化情况是______________。

（2）18：00时L₁、L₂、L₃三组的净光合速率基本相等，若此时检测细胞中的ATP合成状况，可发现叶片叶肉细胞中合成ATP的细胞器有______________。16：00~18：00时段内，L₃组胞间CO₂浓度升高，但净光合速率下降，原因是______________；此时间段内胞间CO₂浓度升高，从光合作用过程分析，其原因主要是____________________________。

（3）若要通过实验判断遮光及不同遮光程度是否会影响叶片中的叶绿素含量，请写出简单的实验思路：____________________________________________________________________________________。

Answer

遮光情况（或光照强度）、光照时间 增加 叶绿体、线粒体 光照较弱 光反应速度下降导致暗反应过程中对CO2的利用碱少 提取并用纸层析法分离L0、L1、L2、L3四组幼苗相同位置等量叶片中的色素，观察并比较滤纸条上叶绿素色素带的宽度是否发生变化

【解析】

1.叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，可以利用无水乙醇提取色素，根据不同色素在层析液中的溶解度不同，可以利用纸层析法分离色素。

2.根据题意和识图分析可知，该实验的目的研究不同遮光情况下和8月份一天中不同时间对连香树净光合速率和胞间二氧化碳浓度的影响，因此该实验的自变量是光照强度和光照时间的不同，因变量是连香树的净光合速率和胞间二氧化碳浓度。根据图示可知，遮光会导致连香树净光合速率下降，特别是遮光率越低净光合速率降低越明显，但是在18：00时L1、L2、L3三组的净光合速率基本相等，因为此时随着时间的改变光照强度已经很低造成的。

（1）根据以上分析可知，该实验的自变量是遮光情况（或光照强度）、光照时间，在实验时间段内，连香树幼苗的净光合速率大于0，说明在实验时间内有机物积累，因此有机物总量的变化情况是增加。

（2）18：00时自然光照强度很弱了，导致光反应减弱，使光合作用强度降低导致净光合速率较小，此时叶肉细胞中既可以进行光合作用，也可以进行细胞呼吸，因此产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。16：00~18：00时段内，由于光照强度较弱，导致光反应速度下降，使得光反应为暗反应提供ATP和[H]减少，因此导致暗反应减弱，暗反应过程中对CO2的利用碱少，因此L3组胞间CO2浓度虽然升高，但净光合速率下降。

（3）若要通过实验判断遮光及不同遮光程度是否会影响叶片中的叶绿素含量，该实验的目的是研究遮光及不同遮光程度对叶片中的叶绿素含量的影响，那么实验的自变量是遮光的程度，因变量是色素的含量变化，根据叶绿体中色素提取和分离的原理可知，实验思路如下;

提取并用纸层析法分离L0、L1、L2、L3四组幼苗相同位置等量叶片中的色素，观察并比较滤纸条上叶绿素色素带的宽度是否发生变化，滤纸条上色素带的宽窄代表色素的含量多少。