Question

为探究光照强度和CO₂浓度对甘蔗光合作用强度的影响，研究小组进行了相关实验，绘制了甘蔗成熟叶片在两种CO₂浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线，请回答下列问题：

（1）光照强度为0时，细胞中可能产生CO₂的场所是________________，ATP可来源于有氧呼吸的第________阶段。

（2）限制a点的环境因素主要是________，此时单位叶片中光合作用强度与呼吸作用强度的大小关系是________（填“大于”、“等于”或“不确定”）。

（3）b点时，叶绿体中[H]的移动方向是________，可通过________（填措施）提高b点的光合作用强度。

（4）若将植物从d点的光照强度突然降低至c点，短时间内C₃含量反而会增加的原因是________________。

Answer

细胞质基质和线粒体基质 一、二、三 光照强度 不确定 类囊体薄膜→叶绿体基质 增加CO2浓度 短时间内CO2的固定仍进行，故C3继续产生，但是由于光照强度减弱，被还原的C3减少，所以短时间内C3含量反而会增加。

【解析】

据图该实验的目的是探究光照强度和CO2浓度对甘蔗光合作用强度的影响，自变量是光照强度和二氧化碳浓度，因变量是光合作用强度。影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。

（1）据图分析可知，光照强度为0时，细胞能通过有氧呼吸和无氧呼吸产生二氧化碳，故细胞中可能产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质；其中有氧呼吸的第一、二、三阶段都可以产生ATP。

（2）a点时，曲线处于上升阶段，故限制a点光合作用的环境因素是自变量光照强度；由于不清楚a点的呼吸强度和净光合强度，所以此时单位叶片中光合作用强度与呼吸作用强度的大小不能确定。

（3）b点时，已经达到光饱和点，叶绿体中[H]能够从类囊体薄膜向叶绿体基质中移动；此时限制光合作用的主要环境因素是二氧化碳浓度，所以增加二氧化碳浓度可以提高b点的光合作用强度。

（4）将植物从d点的光照强度突然降低至c点，光反应受阻，[H]和ATP生成减少，短时间内二氧化碳固定仍然进行，故三碳化合物继续产生，但是由于光照强度减弱，被还原的三碳化合物减少，所以短时间内三碳化合物含量反而会增加。