Question

【題目】研究人員通過(guò)改變遮光率來(lái)探究不同光照強(qiáng)度對(duì)大棚內(nèi)某植物光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(實(shí)驗(yàn)期間分別于11時(shí)和14時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉通風(fēng)口)。假設(shè)該植物的呼吸速率保持不變，回答下列問(wèn)題：

(1)圖中8時(shí)，遮光90%組植物所需CO2的來(lái)源是________。若18小時(shí)之后，大棚內(nèi)CO2濃度增加，原因是____。

(2)10時(shí)到11時(shí)，遮光70%組凈光合速率下降的主要原因是________________。12時(shí)到15時(shí)，自然光照組的凈光合速率明顯下降，原因可能是________________________。

(3)經(jīng)測(cè)定，完全遮光條件下該植物的CO2釋放速率為2 μmol·m－2·s－1，則9時(shí)自然光照組該植物的CO2固定速率為______。

(4)圖中8時(shí)，若突然除去遮光90%組的遮光物，則短時(shí)間內(nèi)該植物葉肉細(xì)胞中C3的含量會(huì)減少，其原因是_______________________________。

Answer 1

【答案】線粒體和外界環(huán)境 大棚內(nèi)植物呼吸作用釋放CO2的速率大于光合作用吸收CO2的速率 CO2濃度過(guò)低(或CO2供應(yīng)不足) 大棚內(nèi)溫度升高，引起氣孔部分關(guān)閉，CO2吸收量減少，導(dǎo)致光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程受阻 12 μmol·m－2·s－1 光照增強(qiáng)，植物光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP增多，C3的還原速率增大，而短時(shí)間內(nèi)C3的生成速率不變

【解析】

影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等。據(jù)此結(jié)合題圖分析：該實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度，通過(guò)遮光程度來(lái)設(shè)置不同的光照環(huán)境，因變量是凈光合速率。

（1）根據(jù)圖形：遮光90%的組在8時(shí)，凈光合速率大于0，說(shuō)明光合作用大于呼吸作用，所需二氧化碳來(lái)自于自身有氧呼吸在線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生以及外界環(huán)境供給，大棚內(nèi)植物呼吸作用釋放CO2的速率大于光合作用吸收CO2的速率，大鵬內(nèi)CO2濃度才會(huì)增加。

（2）據(jù)圖分析，圖中10時(shí)到11時(shí)二氧化碳的濃度急劇下降接近于0，此時(shí)光照和溫度不是限制光合作用的因素，而二氧化碳濃度成為限制各組光合速率的主要因素。各組光合速率下降是因?yàn)榉謩e于12時(shí)、13時(shí)、14時(shí)，因?yàn)榇笈飪?nèi)溫度升高，引起氣孔關(guān)閉（氣孔導(dǎo)度下降），CO2吸收量減少，導(dǎo)致光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程受阻。

（3）完全遮光條件下該植物的CO2釋放速率為2 μmol·m－2·s－1，為呼吸速率，從圖形可知9時(shí)完全遮光組凈光合速率為10μmol·m－2·s－1，植物的CO2固定速率為凈光合速率+呼吸速率=12μmol·m－2·s－1。

（4）若突然除去遮光90%組的遮光物，光照增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP增加，C3的還原增加，而短時(shí)間內(nèi)C3的生成速率不變，細(xì)胞中C3的含量減少。