Question

研究人员在其他条件适宜且相同的情况下，探究光照强度和CO₂浓度对水培大豆幼苗净光合速率的影响，结果如图所示（低浓度CO₂对细胞呼吸速率无影响，a、b分别代表不同浓度的CO₂）。据图回答下列问题。

（1）当CO₂浓度为a时，A组大豆幼苗叶肉细胞产生的氧气的去向是__________。当CO₂浓度为b时，C组大豆幼苗的产氧速率约为_________mg/（dm²·h）。

（2）通过分析上述研究结果可知，当CO₂浓度较低时，限制光合速率的因素有__________________；当CO₂浓度较高时，限制光合速率的因素是__________________。

（3）A、B、C三条曲线均交于一点，可以得到的结论是__________________。

（4）培养酵母菌以进行种群数量变化的研究、用水培法培养大豆幼苗均用到培养液，这两种培养液最显著的两个区别是____________________________________。

Answer

进入线粒体、扩散到叶肉细胞外面 3 CO2浓度和光照强度 光照强度 不同光照强度下的呼吸速率相同（或“光照强度不影响细胞呼吸速率”） 前者需要灭菌处理且培养液中含有有机物，后者不需要灭菌处理，且不含有机物

【解析】

据图分析，该实验的自变量有二氧化碳浓度，光照强度，曲线与横坐标相交的点代表净光合速率为0，此时光合速率与呼吸速率相等；曲线上升的过程中，限制光合速率的因素都主要是二氧化碳浓度；曲线达到平衡点以后，限制光合速率的主要因素是光照强度。

（1）实验结果测的是整个幼苗植株光合速率与呼吸速率的数值，因此当CO2浓度为a时，A组大豆幼苗整个植株光合速率与呼吸速率相等，但是叶肉细胞产生的氧气应该多于自身消耗的，故去向为进入线粒体、扩散到叶肉细胞外面。当CO2浓度为b时，C组大豆幼苗的呼吸速率为5mgO2/（dm2·h），而此时氧气的吸收速率为2mgO2/（dm2·h），呼吸速率5-氧气吸收速率2=3，即二者差值为幼苗光合作用的产氧速率。

（2）通过分析研究结果可知，当CO2浓度较低时，随CO2浓度的增加，光合速率增加；三条曲线的差异是光照强度不同引起的，说明限制因素还有光照强度。当CO2浓度较高时，随CO2浓度的增加，光合速率不再增加，此时的限制因素是光照强度。

（3）A、B、C三条曲线均交于一点，可知不同光照强度下的呼吸速率相同，光照强度不影响细胞呼吸速率。

（4）研究酵母菌种群数量变化需进行无菌操作，用水培法培养大豆幼苗不用无菌操作；二者代谢类型不同，需考虑营养物质供应问题，两者的区别是前者需要灭菌处理且培养液中含有有机物，后者不需要灭菌处理，且不含有机物。