Question

科研人员用3个相同的透明玻璃容器将生长状况相似的三株天竺葵分别罩住形成密闭气室，在其他环境因素相同且适宜的条件下，探究不同光照强度对植物光合作用强度的影响，利用传感器定时测定气室中二氧化碳浓度，绘制了下图。假设天竺葵的呼吸作用强度始终不变，据图回答下列问题：

（1）A组天竺葵叶肉细胞内能产生ATP的场所是____________。

（2）B组天竺葵叶肉细胞的光合速率____________（填“大于“小于”或“等于”）它的呼吸速率。

（3）C组天竺葵的叶肉细胞中氧气的扩散方向是____________。在0～x₁时间范围内，C组天竺葵植株的平均实际光合速率是________________________ppm/s。

（4）在此条件下，若想确定完全光照是否是天竺葵生长的最适宜光照强度，请在本实验的基础上写出进一步探究的实验思路：________________________

Answer

细胞质基质和线粒体 大于 从叶绿体扩散到线粒体和细胞外（密闭气室） （y3-y1）/x1 进一步探究思路：在30%至完全光照之间，设置不同梯度的光照强度，其他条件跟本实验相同，测定气室中二氧化碳的浓度。

【解析】

分析题图：图示探究不同光照强度对密闭气室中天竺葵光合作用强度的影响，自变量为光照强度，因变量为CO2浓度，对比曲线可知，A组只进行呼吸作用，故CO2浓度上升，B、C组光照，其中B组CO2浓度基本不变，C组CO2浓度显著下降，说明完全光照条件下天竺葵光合作用速率最强，且30%光照强度下净光合速率几乎为0。

（1）A组在黑暗条件下，天竺葵只进行呼吸作用，其叶肉细胞内能产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。
（2）据图可知，B组天竺葵的密闭气室内CO2浓度不变，说明该条件下天竺葵的叶肉细胞光合作用强度和天竺葵植株的呼吸作用强度相同，因此，B组天竺葵叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率。
（3）C组天竺葵光合作用大于呼吸作用，叶肉细胞中氧气的扩散方向是从叶绿体扩散到线粒体和细胞外（密闭气室）；在0～x1时间范围内，A组CO2浓度为y3，说明呼吸作用强度为（y3-y2），而C组CO2浓度为y1，即C组净光合作用强度为（y2-y1），则C组天竺葵植株的总光合作用强度=净光合强度+呼吸作用强度=（y2-y1）+（y3-y2）=（y3-y1），因此C组天竺葵的平均实际光合速率是（y3-y1）/x1ppm/s。
（4）在此条件下，若想确定完全光照是否是天竺葵生长的最适宜光照强度，需要进一步设置光照强度梯度进行实验，实验思路如下：在30%光照和完全光照之间，设置多个梯度的光照强度进行实验，其他条件与原实验相同，测定、比较单位时间内各密闭气室的二氧化碳浓度。