【題目】科研人員選擇冬季大棚中的番茄和草莓,在保持兩種植物生長(zhǎng)所需的溫度、水分、肥料等相同且適宜的條件下,每天14:00~15:00 觀察并測(cè)定其光合速率,結(jié)果如圖。

（1）該實(shí)驗(yàn)的研究目的是__________________。

（2）隨空氣質(zhì)量指數(shù)的上升,空氣中細(xì)顆粒物濃度增大,光照強(qiáng)度降低,為暗反應(yīng)提供的________減少。 同時(shí)隨著污染物濃度增加,溫度降低,直接影響了細(xì)胞內(nèi)_______________,導(dǎo)致光合作用速率下降。

（3）科研人員進(jìn)一步研究空氣質(zhì)量對(duì)番茄和草莓光合作用的影響,結(jié)果如下表。

空氣質(zhì)

量級(jí)別

番茄

草莓

棚溫

(℃)

光合有效輻射(μE·m-2

·s-1)

光合速率(μmol·m-2·s-1)

棚溫(℃)

光合有效輻射

(μE·m-2·s-1)

光合速率(μmol·m-2·s-1)

二級(jí)良

25.6

987

20.4

27.3

994

20.11

三級(jí)輕

度污染

23.4

746

19.6

26.1

785

18.72

四級(jí)中

度污染

23.5

477

17.1

26.1

428

17.41

五級(jí)重

度污染

22.2

325

11.8

24.6

428

10.10

(注:光合有效輻射是指綠色植物進(jìn)行光合作用過程中,能夠被光合色素吸收并轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)輻射能量)

①當(dāng)空氣質(zhì)量由三級(jí)升為四級(jí)時(shí),番茄光合速率下降13%,草莓的光合速率下降7%,出現(xiàn)這一結(jié)果的原因是__________________________________________________________ 。

②當(dāng)污染進(jìn)一步加劇到五級(jí)時(shí),導(dǎo)致草莓光合速率下降的主要因素是_______________。

(4)綜上所述,在空氣質(zhì)量處于四級(jí)中度污染以上時(shí),番茄棚和草莓棚應(yīng)分別采取______________________的措施來維持植物的光合速率。

【答案】探究空氣質(zhì)量指數(shù)對(duì)番茄和草莓光合作用的影響 ATP、[H] (與光合作用有關(guān))酶的活性 光合有效輻射明顯下降 棚溫下降 增加光照強(qiáng)度和增加棚溫

【解析】

1.影響光合作用的因素包括光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、溫度、水、礦質(zhì)元素等，光照強(qiáng)度通過影響光反應(yīng)進(jìn)而影響暗反應(yīng)，最終影響整個(gè)光合作用的進(jìn)行；二氧化碳濃度通過影響暗反應(yīng)中二氧化碳的固定來影響光合作用的進(jìn)行，溫度通過影響酶活性而影響光合作用。

2.結(jié)合題意，分析題圖：實(shí)驗(yàn)的自變量是空氣質(zhì)量指數(shù)，因變量是番茄和草莓的光合速率，所以該實(shí)驗(yàn)是探究空氣質(zhì)量指數(shù)對(duì)番茄和草莓光合作用的影響。

3.由表格信息可知，當(dāng)空氣質(zhì)量由三級(jí)升為四級(jí)時(shí)，光合有效輻射顯著降低，因此番茄、草莓光合速率均下降；由表格信息可知，當(dāng)空氣質(zhì)量由四級(jí)升為五級(jí)時(shí)，草莓的棚溫明顯下降，導(dǎo)致草莓光合速率下降。

（1）根據(jù)前面的分析可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究空氣質(zhì)量指數(shù)對(duì)番茄和草莓光合作用的影響。

（2）隨空氣質(zhì)量指數(shù)上升，空氣中細(xì)顆粒物濃度增大，透光度降低，光反應(yīng)降低，產(chǎn)生的[H]和ATP數(shù)量減少，暗反應(yīng)因缺少[H]和ATP而下降，因此光合作用過程減弱；溫度降低會(huì)影響酶活性，由于光合作用過程離不開酶的催化，因此光合速率下降。

（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)空氣質(zhì)量由三級(jí)升為四級(jí)時(shí)，棚溫沒有明顯變化，但光合有效輻射明顯下降，從而使暗反應(yīng)進(jìn)行所需的ATP和[H]生成減少，導(dǎo)致番茄光合速率下降13%，草莓的光合速率下降7%。

②當(dāng)污染進(jìn)一步加劇到五級(jí)時(shí)，棚溫下降和光合有效輻射（光照強(qiáng)度）也下降，但主要是棚溫下降導(dǎo)致草莓光合速率下降。

（4）由題意知，在空氣質(zhì)量處于四級(jí)中度污染以上時(shí)，影響番茄光合作用的因素是光照強(qiáng)度，影響草莓光合作用的主要因素是溫度，因此在空氣質(zhì)量處于四級(jí)中度污染以上時(shí)，番茄棚和草莓棚應(yīng)分別采取增加光照強(qiáng)度、增加棚溫措施來維持植物的光合速率。

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