Question

党参的根具有重要的药用价值。合理密植可提高经济效益，生物学“最后产量恒值法则”，即种植密度达到一定值后，单位面积的植株（根、茎、叶等）干物质总量是恒定的。为了探索党参的最佳种植密度，研究者测定了四种种植密度（M₁<M₂<M₃<M₄）条件下党参植株叶肉细胞的胞间CO₂浓度、净光合速率和单位面积根的千重，结果如表所示。回答下列问题。

密度	胞间CO2浓度（mg•L^-1）	净光合速率（µmol•m^-2•s^-1）	根的干重（mg/m^2）
M1	262	12．78	215．29
M2	273	10．58	410．64
M3	279	9．89	541．31
M4	296	7．68	643．36

（1）据表分析，党参高密度种植时影响其光合速率的主要环境因素是____（填“光照强度”或“CO₂浓度”）。

（2）随着种植密度增加，胞间CO₂浓度上升，而净光合速率下降，从光合作用过程分析，原因是_________________________。

（3）根据最后产量恒值法则并结合党参根的干重数据的变化，推测随着种植密度增加，单位面积根的干重也增加的原因是_____________________。

Answer

光照强度 随着种植密度增加，相对光照减弱，导致光反应减弱，减少了ATP和[H]的供应，从而降低了暗反应速率，使得胞间CO2浓度上升 随着种植密度增加输送到茎、叶的光合产物减少，而输送到根的光合产物增多

【解析】

该题属于实验题，在题干上已经表明实验目的为“探索党参的最佳种植密度”，再联系表格可以确定本实验的自变量为种植密度，因变量为胞间二氧化碳浓度、净光合速率和根的干重等。一般种植密度主要涉及叶片的叠加对光照的利用率以及种植间距对空气的流动性等方面的影响。结合光合作用的影响因素分析本题是该题的解题关键。

（1）表格中表示随着密度的增加，胞间二氧化碳的浓度逐渐增加但净光合速率反而逐渐下降，证明此时影响光合速率的主要环境因素为光照强度；
（2）胞间二氧化碳充足但净光合速率下降，可能是随着种植密度增加，相对光照减弱，导致光反应减弱，减少了ATP和[H]的供应，从而降低了暗反应速率，使得胞间CO2浓度上升；
（3）产量恒指法则表明随着密度的增加整体净光合速率下降，但根的有机物含量反而增加，只能是随着种植密度增加输送到茎、叶的光合产物减少，而输送到根的光合产物增多。