Question

研究人员测定了紫叶芥菜（purple leaf mustard，PL）与绿叶芥菜（green leaf mustard，CL）的花青素（存在于液泡中）和光合色素含量，还测定了在一定的条件下，不同光照强度对两种植物的光合速率影响，实验结果见下图。请分析回答问题：

（1）PL的光合色素包括__________。

（2）由图2可知，在光照强度为800μmol光子·m^-2·s^-1时（两曲线相交点），PL的光合速率达到最大，此时PL固定CO₂的速率__________（填“大于”、“等于”或“小于”）GL。

（3）由实验结果可知，PL中花青素含量的增加对光合色素含量__________（填“有”或“无”）影响；进一步研究发现，PL的花青素分布于叶片上下表皮，随着花青素含量的增加，PL光合作用效率逐渐降低，可能的原因是__________。

（4）若要进一步研究CO₂浓度对两种芥菜光合速率的影响情况，实验思路是__________。

Answer

叶绿素和类胡萝卜素 小于 无 花青素吸收了部分光，光合色素接收到的光照强度下降，进而影响了光合作用效率 在光强、温度等条件一定，不同浓度的CO2条件下，测定两种芥菜的光合作用速率

【解析】

影响光合作用的环境因素。

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。

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。

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）PL的光合色素位于叶绿体中，包括叶绿素和类胡萝卜素。

（2）图2显示，在光照强度为800μmol光子·m-2·s-1时，两曲线相交点，说明在这一光照强度下两种植物的净光合速率相等，并且此时PL的光合速率也达到最大。固定CO2的速率表示植物的总光合速率，总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和，由图2可知，GL的呼吸速率大于PL，因此PL固定CO2的速率小于GL。

（3）实验结果显示PL的光合色素含量小于GL，而花青素的含量高于GL，显然PL中花青素含量的增加对光合色素含量无影响；进一步研究发现，PL的花青素分布于叶片上下表皮，并且随着花青素含量的增加，PL光合作用效率逐渐降低，据此推测PL光合速率下降的原因是花青素吸收了部分光，导致光合色素接收到的光照强度下降，进而影响了PL光合作用效率。

（4）若要研究CO2浓度对两种芥菜光合速率的影响情况，显然实验设计中的自变量是CO2浓度的不同，因变量是两种芥菜的光合速率，其他无关变量如光照强度、温度等相同且适宜，据此实验设计思路如下：在不同浓度的CO2条件下，测定两种芥菜的光合作用速率，并对实验结果做好记录并分析，其他如光强、温度等条件保持相同且适宜。