Question

为探究环境因素对光合作用强度的影响，进行如下相关实验：

材料用具：打孔器，40W日光灯，40W紫外灯，烧杯，适宜浓度的碳酸氢钠溶液，适宜浓度的含葡萄糖的碳酸氢钠溶液，菠菜叶片等。

方法步骤：用打孔器将菠菜叶片打成大小相等的圆叶片，并将相同数量的圆叶片分别放入A～E五组烧杯中，在适宜的条件中进行实验，测定并记录实验结果（见下表）。

组别	烧杯中液体成分	处理条件	检测结果
A	碳酸氢钠溶液	日光灯	+ +
B	碳酸氢钠溶液	日光灯+紫外灯	+
C	碳酸氢钠溶液液	黑暗	-
D	含葡萄糖的碳酸氢钠溶液	日光灯	+ + +
E	含葡萄糖的碳酸氢钠溶液	黑暗	+ +

注：“+”表示检测出淀粉，“+”的数量表示检测出的淀粉含量，“-”表示未检测出淀粉。

（1）分析可知，该实验的自变量是烧杯中液体成分和_______________，检测结果中淀粉的含量不能直接表示总光合作用强度，原因是____________________________。

（2）实验前应将菠菜在黑暗中放置一段时间，原因是____________________________。

（3）在A组的光照条件下，叶肉细胞中CO₂的消耗场所和产生场所分别是______________和____________。

（4）与A组相比，B组产生的淀粉少，原因是______________，D组的淀粉含量最高，说明离体的叶肉细胞除利用日光灯的光能进行光合作用合成淀粉，还可以______________。

Answer

处理条件（光照条件） 检测结果只能反映净光合作用强度 排除叶片中原有淀粉对实验结果的干扰 叶绿体基质 线粒体基质 紫外光能抑制植物细胞的光合作用 直接利用葡萄糖合成淀粉

【解析】

影响光合作用的环境因素。

1.温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。

2.二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

3.光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

（1）由实验结果可知，该实验的自变量是烧杯中液体成分的不同和光照条件的变化，检测结果中淀粉的含量不能直接表示总光合作用强度，因为检测出的淀粉的量表示的是光合作用有机物的净积累，而总光合作用强度等于净光合与呼吸速率之和。

（2）因为检测的指标是淀粉的量，因此为了排除叶片中原有淀粉对实验结果的干扰，需要在实验前将菠菜在黑暗中放置一段时间进行饥饿处理。

（3）在A组的光照条件下，有碳酸氢钠溶液提供CO2，又有光照条件，此时叶肉细胞既进行光合作用，又进行呼吸作用，据此可知，叶肉细胞中CO2的消耗场所为叶绿体基质（暗反应），而产生CO2的场所为线粒体基质（有氧呼吸第二阶段）。

（4）与A组相比，B组又接受了紫外光的照射，而产生了较少的淀粉，因此可推测紫外光能抑制植物细胞的光合作用，D组与A组的不同在于溶液中增加了葡萄糖，因而淀粉含量最高，据此推测离体的叶肉细胞除利用日光灯的光能进行光合作用合成淀粉，还可以直接利用溶液中葡萄糖合成淀粉，从而导致了淀粉含量上升。