Question

为了探明臭柏幼苗在遮荫处理下的光合特性，通过盆栽实验，测定了 75% 遮荫处理下臭柏的叶面积、叶绿素含量等生理指标。实验结果如下表所示。请分析回答：

	株叶面积（cm^2）	总叶绿素 （mg•g^-1FW）	胞间CO2浓度 （μmol•mol^-1）	净光合速率 （μmol•m^-2•s^-1）
75%遮荫	3715	1．67	297	4．47
自然条件	2856	1．41	178	14．05

（1）叶绿素中含量较多的色素是_________。光反应的产物中用于暗反应的有_________。

（2）自然条件下胞间CO₂浓度更低，推测其原因是_________。75%遮荫处理一段时间后，臭柏幼苗产生的有利于提升光能利用率的变化是_________。

（3）为了进一步研究臭柏光合作用O₂产生和CO₂吸收的部位，有人设计了“叶绿体膜和叶绿体基质”离体实验。实验I：用酶破坏细胞壁，离心分离叶绿体；实验II：用充分研磨的方法破坏细胞，离心分离生物膜。在适宜光照的条件下，分别检测两组实验装置是否产生O₂和吸收CO₂，预测实验结果并分析原因：

实验I：_________，原因是_________。

实验II：_________，原因是_________。

Answer

叶绿素a 还原氢（或者[H]或者NADPH）和ATP 光照强度大，净光合率高，消耗CO2较快 总叶绿素含量增加，叶面积增大 实验I：既有O2的产生，也有CO2的吸收 叶绿体类囊体膜完整，叶绿体基质得以保留；（补充答案:叶绿体完整，光合作用能正常进行） 实验II:能产生O2，但不能吸收CO2 叶绿体被破坏，分离只得到破碎的类囊体膜，叶绿体基质流失（补充答案:实验II中只有类囊体膜，无叶绿体基质，只能进行光反应）

【解析】

分析表格数据可知：在75%遮荫条件下，株叶面积、总叶绿素及胞间CO2浓度均高于自然条件，但净光合速率遮荫条件低于自然条件。

（1）叶绿素中含量较多的色素是叶绿素a；光反应的产物有[H]、ATP和O2，其中[H]和ATP可用于暗反应中C3的还原；

（2）据表格数据可知，自然条件下植物的净光合速率较遮荫条件高，原因是光照强度较强，植物光合作用较强，故消耗CO2也较快；据表格可知：75%遮荫处理一段时间后，臭柏幼苗的总叶绿素含量增加，叶面积增大，这些变化均有利于提升光能利用率；

（3）光合作用O2产生和CO2吸收的部位分别是叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质；实验I用酶破坏细胞壁，离心分离得到叶绿体；实验II用充分研磨的方法破坏细胞，离心分离生物膜，再将其置于适宜光照的条件下，则预测实验结果为：

因实验I叶绿体完整，光反应和暗反应均可正常进行，故既有O2的产生，也有CO2的吸收；

:实验II中只有类囊体膜，无叶绿体基质，只能进行光反应，故该组只能产生O2，但不能吸收CO2。