Question

【題目】某實驗小組以番茄植株為材料，在溫度和CO2等條件適宜時，探究了在不同光照強度條件下，不同光照和黑暗交替頻率對番茄植株平均光合速率的影響（平均光合速率用單位時間內有機物的積累量表示），實驗結果如下圖所示。請回答下列問題：

（1）分析圖示，提高A點番茄植株平均光合速率的途徑有________________________________。

（2）選擇生理狀況一致的甲、乙兩株番茄，甲給予光照強度為10 klx的連續光處理30 min。乙給予相同強度的光照、0.4 Hz的光照與黑暗交替頻率處理60 min（先光照后黑暗，每次光照和黑暗的時間相等，以使甲、乙植株實際光照時間相等）。據圖分析，比較甲、乙植株在實驗時間內積累的有機物量可知，乙是甲的________倍；由此推測，乙植株在黑暗后短時間內________（填“能”或“不能”）發生暗反應。

（3）據圖可知，光照和黑暗交替的頻率過慢，反面不利于葉肉細胞積累有機物，其原因是若黑暗時間過長，光反應積累的________會被暗反應完全消耗，導致暗反應停止，而________仍在進行，消耗有機物。

Answer 1

【答案】增大光照強度和提高光照與黑暗交替頻率 4/3（或1.33） 能 ATP和[H] 細胞呼吸

【解析】

光合作用包括光反應和暗反應兩個階段，二者相對獨立，又相互聯系。光反應為暗反應提供了[H]和ATP。據圖可知，連續光照、光暗交替頻率快、光暗交替頻率慢時平均光合速率依次降低。

（1）據圖可知，在A點所示條件下，增大光照強度或提高光照與黑暗的交替頻率都可以提高植物的平均光合速率。

（2）據圖可知，甲植株和乙植株都處于10 klx的光照強度下，由于甲植株的平均光合速率為，乙植株的平均光合速率為，且乙實際光照時間和甲的實際光照時間相同，但乙處理時間是甲處理時間的2倍，有機物的積累量=平均光合速率×處理時間，甲植株積累的有機物量為，乙植株積累的有機物量為，乙植株積累的有機物量是甲植株的4/3倍；據此推測在無光條件下能進行暗反應。

（3）乙能夠在黑暗條件下發生暗反應的原因是光照停止后短時間內，光反應積累的ATP和[H]可以供暗反應利用，根據圖示可知，若黑暗處理的時間過長，交替的頻率過慢，則光反應階段產生的ATP和[H]會被完全消耗，導致光合作用停止，但細胞呼吸仍然在進行，會消耗有機物，從而不利于有機物的積累。