Question

【題目】下圖是某植物在某光照強(qiáng)度和適宜溫度下，光合作用增長速率隨CO2濃度變化的情況。為了研究植物晝夜節(jié)律對(duì)光合作用的影響，科學(xué)家選取生長狀態(tài)相同的某植物進(jìn)行了下表中的四組實(shí)驗(yàn)，每組白天光照10h，夜間總時(shí)長14h，其它條件都適宜，連續(xù)處理25天，測(cè)定各組氣孔大小和葉綠素含量，結(jié)果如下表。

組別	夜間處理方法	氣孔大�。é�m2）	葉綠素含量/（mg·g-1）
A	處理X	389	3．34
B	每隔3h紅光光照5min	344	2．44
C	每隔2h紅光光照5min	297	2．40
D	每隔1h紅光光照5min	286	2．20

（1）上午中_____________點(diǎn)光合作用速率達(dá)到最大，限制D點(diǎn)光合作用速率的主要環(huán)境因素是__________。B點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中ATP的合成場所有_____________。想要使葉綠體內(nèi)C3的含量快速下降，可以改變的環(huán)境條件是_____________。

（2）表所示實(shí)驗(yàn)中，為了使實(shí)驗(yàn)具有說服力，設(shè)置了A組，A組的“處理X”應(yīng)為_____________。隨著夜間紅光打斷處理的頻率增加，預(yù)測(cè)植物光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)_____________，理由是_____________。

（3）若給該植物澆H2180一段時(shí)間后，周圍空氣中_____________（備選：“O2”、“CO2”、“H218O”）可能含有18O。

Answer 1

【答案】D 光照強(qiáng)度 葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 減少CO2濃度或增強(qiáng)光照等 持續(xù)黑暗處理（不作紅光處理） 逐漸降低 葉綠素含量降低，光反應(yīng)減弱；氣孔縮小，吸收CO2速率降低，暗反應(yīng)減弱，光合作用強(qiáng)度降低 O2、CO2、H218O

【解析】

依據(jù)題意，坐標(biāo)圖中是植物在某光照強(qiáng)度和適宜溫度下，隨CO2濃度的增大，光合作用的增長速率先增大后減小，最后增長速率為0，也就意味著光合作用的速率已經(jīng)不再增大，即達(dá)到最大光合速率，此時(shí)限制光合作用的主要環(huán)境因素應(yīng)該是“某光照”未達(dá)到植物的光飽和的光照強(qiáng)度。

表格中，自變量是夜間處理的方法，A組作為對(duì)照組，是不做任何處理的，即持續(xù)黑暗。B、C、D三個(gè)實(shí)驗(yàn)組是間隔不同時(shí)長用紅光打斷黑暗。因變量是檢測(cè)氣孔大小和葉綠素含量，分析這種紅光打斷對(duì)植物光合作用將會(huì)造成的影響。

（1） 據(jù)分析，光合作用速率達(dá)到最大應(yīng)為合作用的增大速率為0的點(diǎn)，此時(shí)限制D點(diǎn)光合作用速率的主要環(huán)境因素是“光照強(qiáng)度”。B點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞既有光合作用也有呼吸作用，所以細(xì)胞中ATP的合成場所有葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體。想要使葉綠體內(nèi)C3的含量快速下降，可以通過減少CO2濃度使CO2的固定減少，生成C3減少，或增強(qiáng)光照使C3的還原加快，消耗快。

（2）A組是對(duì)照組，應(yīng)為持續(xù)黑暗處理（不用紅光打斷黑暗）。隨著夜間紅光打斷處理的頻率增加，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)植物的氣孔大小和葉綠素含量都降低，氣孔減小會(huì)導(dǎo)致CO2吸收量減少，而葉綠素含量降低會(huì)減少對(duì)光能的吸收和轉(zhuǎn)化，因此預(yù)測(cè)植物光合作用強(qiáng)度會(huì)逐漸降低。

（3）若給該植物澆H218O一段時(shí)間后，植物通過蒸騰作用，周圍的水蒸氣（H218O）里會(huì)有18O，植物通過光合作用，光反應(yīng)分解水，周圍的O2里也會(huì)有18O，植物的有氧呼吸第二階段，也需要水的參與釋放出CO2，因此空氣中O2、CO2、H218O都可能含有18O。，