Question

【題目】小麥?zhǔn)俏覈?guó)北方的主要農(nóng)作物，研究環(huán)境條件變化對(duì)其產(chǎn)量的影響對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義。

（1）科研人員測(cè)定小麥一晝夜凈光合速率（Pn)的變化，發(fā)現(xiàn)小麥與其他植物一樣出現(xiàn)了“午睡”現(xiàn)象。一般認(rèn)為，午后溫度較高，植物通過(guò)蒸騰作用使葉片降溫，同時(shí)，植物體也會(huì)________葉片氣孔開(kāi)度來(lái)避免過(guò)度失水對(duì)細(xì)胞造成的損傷。這一變化會(huì)引起葉肉細(xì)胞間的___________，使午后小麥光合速率降低。

（2）科研人員測(cè)定了同一株小麥兩種不同向光角度的葉片（接收直射光照面積不同）午后部分指標(biāo)， 結(jié)果如下表。

	凈光合速率（Pn)	葉片溫度(Tl)	胞間CO2濃度（Ci）
直立葉	12.9	37.5	250
平展葉	8.8	37.7	264

對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行直立葉和平展葉葉片溫度無(wú)明顯差異，說(shuō)明二者的氣開(kāi)度_______，但平展葉凈光合速率卻________，此時(shí)胞間CO2濃度______，說(shuō)明氣孔開(kāi)閉引起的胞間CO2濃度不足不是造成“午睡”現(xiàn)象的唯一因素。

（3）科研人員推測(cè)，午間強(qiáng)光照可能會(huì)導(dǎo)致由色素和蛋白質(zhì)組成的光系統(tǒng)Ⅱ發(fā)生損傷，導(dǎo)致_____速率下降，進(jìn)而抑制葉片的光合作用。D1是對(duì)光系統(tǒng)Ⅱ活性起調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵蛋白，科研人員使用蛋白質(zhì)凝膠電泳技術(shù)檢測(cè)不同光照條件下的D1含量，結(jié)果如圖1所示，分析可知______，從而在一定程度上導(dǎo)致“午睡”現(xiàn)象。

（4）水楊酸（SA)是一種與植物抗熱性有關(guān)的植物激素，科研人員用適宜濃度的SA噴灑小麥葉片后，測(cè)定兩種光照條件下的D1蛋白含量，結(jié)果如圖2所示，可推測(cè)，SA對(duì)小麥午間光合作用的影響及機(jī)制是：______。

（5）綜合上述研究，請(qǐng)?zhí)岢鲛r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中減少“午睡”現(xiàn)象提高小麥產(chǎn)量的合理措施：_________。

Answer 1

【答案】 降低 CO2不足 基本相同 明顯低于直立葉 平展葉高于直立葉 光反應(yīng) 午間較強(qiáng)光照使細(xì)胞中D1蛋白的含量降低，導(dǎo)致光系統(tǒng)Ⅱ活性降低 SA能減弱較強(qiáng)光照造成的D1蛋白含量及光系統(tǒng)Ⅱ活性降低程度，緩解小麥的“午睡” 現(xiàn)象 在中午光照達(dá)到最大強(qiáng)度之前向小麥嘖灑適宜濃度的水楊酸 培育高光強(qiáng)下D1基因表達(dá)量高的小麥品種 培育高光強(qiáng)下水楊酸合成量增加的小麥品種

【解析】

植物蒸騰作用旺盛會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔開(kāi)度下降，氣孔開(kāi)度下降又引起細(xì)胞吸收的CO2減少，導(dǎo)致葉肉細(xì)胞間的CO2不足，使午后小麥光合速率降低。根據(jù)表格中數(shù)據(jù)顯示，直立葉和平展葉葉片溫度無(wú)明顯差異，直立葉凈光合速率大于平展葉的凈光合速率，但直立葉胞間CO2濃度小于平展葉的胞間CO2濃度；圖1顯示，較強(qiáng)光照會(huì)導(dǎo)致D1蛋白含量下降，圖2說(shuō)明噴灑適宜濃度的SA會(huì)減弱較強(qiáng)光照造成的D1蛋白含量降低，對(duì)小麥的“午睡” 現(xiàn)象起到緩解作用，據(jù)此，若要減少“午睡”現(xiàn)象提高小麥產(chǎn)量，從外源因素考慮，可噴灑適宜濃度的水楊酸，從分子水平考慮，可通過(guò)提高D1蛋白的含量來(lái)實(shí)現(xiàn)，據(jù)此作答。

（1）午后溫度較高，植物蒸騰作用旺盛，植物會(huì)降低葉片氣孔開(kāi)度來(lái)避免過(guò)度失水，這會(huì)導(dǎo)致葉肉細(xì)胞間的CO2不足，使午后小麥光合速率降低。

（2）據(jù)圖所示，直立葉和平展葉葉片溫度無(wú)明顯差異，因此二者的氣孔開(kāi)度基本相同，但平展葉凈光合速率明顯低于直立葉，而胞間CO2濃度是平展葉高于直立葉，說(shuō)明氣孔開(kāi)閉引起的胞間CO2濃度不足不是造成“午睡”現(xiàn)象的唯一因素。

（3）強(qiáng)光照引起光系統(tǒng)Ⅱ發(fā)生損傷，會(huì)導(dǎo)致光反應(yīng)的速率下降；圖1中數(shù)據(jù)顯示，強(qiáng)光照會(huì)導(dǎo)致D1含量下降，因此“午睡”原因可能是午間較強(qiáng)光照使細(xì)胞中D1蛋白的含量降低，從而導(dǎo)致光系統(tǒng)Ⅱ活性降低。

（4）根據(jù)圖2中D1蛋白含量所示，可推測(cè)經(jīng)SA處理后，能減弱較強(qiáng)光照造成的D1蛋白含量及光系統(tǒng)Ⅱ活性降低程度，緩解小麥的“午睡” 現(xiàn)象。

（5）根據(jù)以上所述，減少“午睡”現(xiàn)象提高小麥產(chǎn)量的措施有：在中午光照達(dá)到最大強(qiáng)度之前向小麥嘖灑適宜濃度的水楊酸；培育高光強(qiáng)下D1基因表達(dá)量高的小麥品種；培育高光強(qiáng)下水楊酸合成量增加的小麥品種。