Question

某植物园欲从北美引进三个不同品种海棠（百夫长、丽莎、薄荷糖），工作人员在一定条件下测定了这三个品种和本地海棠的净光合速率与光照强度的关系。下图为丽莎与本地海棠的净光合速率与光照强度的关系。

（1）要获得图中的丽莎曲线，实验应设置的条件组合是_____________。

①环境CO₂浓度保持不变 ②环境温度保持不变 ③环境湿度保持不变  ④光照强度保持不变 ⑤植物样本足够 ⑥选用生长状态一致的植物

（2）在光照强度长期为m时，两种植物能正常生长吗?______________

（3）上图显示，丽莎与本地海棠的净光合速率上升至最大值时所对应的光照强度 n₂大于 n₁，产生这种现象的原因可能有_________________________________（至少答3点）。

（4）为了合理引种，工作人员将三个品种海棠的生长情况、最大净光合速率和各自的 m 点、n 点等数据整理如下表。

品种	生长情况	光合特性
茎高增长量cm	茎粗增长量cm	最大净光合速率umol•cm^-2•s^-1	m点 umol•cm^-2•s^-1	N点 umol•cm^-2•s^-1
百夫长	18.1	1.94	15.99	71.93	743.25
丽莎	25.6	2.68	22.8	49.79	976.42
薄荷糖	11.2	1.86	15.2	67.39	666.58

三种海棠中对光的适应性最强的是（______）哪一种？结合上表数据阐释你作出判断的理由___________________________________。

Answer

①②③⑤⑥ 不能 丽莎固定CO2能力大于本地海棠、ATP合成酶（光合色素）数量大于本地海棠、叶肉细胞内叶绿体的密度高于本地海棠 丽莎 三种海棠中丽莎m点最小，说明呼吸作用低，消耗的有机物少；丽莎n点最大，说明丽莎的光饱和点最大，能充分利用光能；n点大，m点小说明净光合速率也是最大的，丽莎最大净光合速率也比另外二者都大，有利于有机物的积累；另外丽莎的茎高增长量和茎粗增长量的数值最大，说明有机物积累较多，生长较快。

【解析】

图中自变量为光照强度，因变量为净光合速率，所在在设计相关实验时，遵循单一变量原则，除了自变量不同外，要求其他变量相同且适宜，由此进行相关的判断；图中n点为光饱和点，代表着植物光反应的能力和最大光合作用强度；m点为补偿点即净光合作用速率等于零。

（1）本地海棠的实验组为对照组，实验变量为光照强度，由实验设计的单一变量原则及影响植物光合作用的条件，结合题目所给相关条件，实验应设置的条件组合为①②③⑤⑥所代表的条件。

（2）图中数据所代表的为植物的净光合作用速率，当光照强度为m时，净光合速率等于零，植物不积累有机物，植物的正常生长发育需不断消耗有机物，所以当植物长期处于光照强度为m时，植物不能正常生长。

（3）上图显示，丽莎与本地海棠的净光合速率上升至最大值时所对应的光照强度 n2大于 n1，说明丽莎能够利用更强的光照强度固定更多的CO2；丽莎的光反应过程吸收和利用光能的能力强于本地海棠，因此可以反映出丽莎ATP合成酶（光合色素）数量大于本地海棠、叶肉细胞内叶绿体的密度高于本地海棠。

（4）由表中生长情况和光合特性中m点和n点含义及数据区间的变化，三种海棠中对光的适应性最强的是丽莎。原因是：三种海棠中丽莎m点最小，说明呼吸作用低，消耗的有机物少；丽莎n点最大，说明丽莎的光饱和点最大，能充分利用光能；n点大，m点小说明净光合速率也是最大的，丽莎最大净光合速率也比另外二者都大，有利于有机物的积累；另外丽莎的茎高增长量和茎粗增长量的数值最大，说明有机物积累较多，生长较快。