Question

人工补光方式主要有顶部补光和株间补光，株间补光是将补光光源安装在相邻两垄植物中间LED灯发热量较低，因此可以作为良好的株间补光光源。某研究小组利用LED灯对番茄进行株间补光实验，以了解补光对番茄不同部位叶片光合作用的影响，实验结果如图所示(CK组为自然光照；LED组是在自然光照的基础上利用LED灯进行补光，其他条件保持不变)。请据图回答：

(1)根据实验结果，光照大于200μmol·m^－2·s^－1后，LED补光对于中、下部叶的作用效果较为明显，最可能的原因是____________________________________________。

(2)对于上叶而言，在光照强度为200μmol·m^－2·s^－1的条件下，其叶肉细胞中产生ATP的场所有____________________________________________。

(3)对中叶而言，与光照强度为400μmol·m^－2·s^－1相比，LED组在光照强度为1000μmol·m^－2·s^－1时C₃的含量相对___________(填“升高”“降低”或“不变”)，其原因是___________。

(4)本实验中补光使用的是LED灯，而非普通白炽灯，目的是为了尽可能控制补光组与对照组的___________相同，以排除无关变量对实验的影响。

Answer

自然状况下，上部叶片遮挡，使中、下部叶接受的光照较弱，补光可以改善中、下叶光照条件 细胞质基质、线粒体、叶绿体 降低 光照增强，光反应产生的ATP和[H]增多，C3还原加快，CO2的固定不变，因此C3的含量降低 温度

【解析】

植物的净光合作用速率同时受到光合作用和呼吸作用的影响，植株上下温度无显著差别的情况下，上部叶的净光合作用速率高于下部叶的主要原因是光照比较充足、CO2浓度相对较高，下部叶的呼吸作用比上部叶弱的可能的内因是叶片衰老，酶活性较低。

(1)根据实验结果，光照大于200μmol·m－2·s－1后，LED补光对于中、下部叶的作用效果较为明显，最可能的原因是自然状况下，上部叶片遮挡，使中、下部叶接受的光照较弱，补光可以改善中、下叶光照条件。

(2) 上部叶片在光照强度为200μmol·m－2·s－1的条件下的条件下，叶肉细胞既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，其叶肉细胞中产生ATP的场所为细胞质基质、线粒体、叶绿体。

(3)对中叶而言，与光照强度为400μmol·m－2·s－1相比，LED组在光照强度为1000μmol·m－2·s－1时光照强度增强，光反应产生的ATP和[H]增多，C3还原加快，CO2的固定不变，因此C3的含量降低。

(4) 本实验中保证实验组和对照组的温度相同，以排除无关变量对实验结果的影响，所以补光使用的是LED灯（冷光源），而非普通白炽灯。