Question

【題目】我國(guó)科學(xué)家袁隆平院士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在迪拜成功試種沙漠海水稻，該海水稻具有較強(qiáng)的耐鹽堿能力。為探究高鹽條件對(duì)植物光合速率的影響，某研究小組用海水稻為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了一系列研究，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了甲、乙曲線圖，請(qǐng)回答。

（1）海水稻進(jìn)行光合作用時(shí)，光反應(yīng)和暗反應(yīng)的能量來源分別是________，進(jìn)行暗反應(yīng)所需要的條件是____________。

（2）本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>___________________________；用NaCl 溶液處理后，推測(cè)海水稻光合速率變化的原因可能是_______________________________。

（3）圖甲中， A、B、C三組海水稻經(jīng)NaCl溶液處理后短時(shí)間內(nèi)，葉綠體基質(zhì)中C3含量的大小關(guān)系是_________；圖乙中，丙組光合速率在NaCl溶液處理前后一直不發(fā)生變化的原因是_______________________________。

（4）由圖甲推測(cè)，隨著NaCl溶液濃度增大，海水稻光飽和點(diǎn)的變化情況是_________；兩圖所示光合速率為海水稻的凈光合速率，理由是________________。

Answer 1

【答案】光能ATP（和NADPH）中活躍的化學(xué)能 ATP、[H]、酶、CO2 探究NaCl溶液濃度和光照強(qiáng)度對(duì)海水稻光合作用速率的影響 NaCl溶液處理后，海水稻根部細(xì)胞液濃度低于外界溶液濃度，細(xì)胞失水導(dǎo)致植株氣孔開放度下降，CO2吸收量減少，從而使光合速率下降 A>B>C 丙組水稻光合作用的限制因素是光照強(qiáng)度，而非CO2濃度 下降 只要在有光照的條件下，植物就會(huì)即進(jìn)行光合作用也會(huì)進(jìn)行細(xì)胞呼吸，可以測(cè)到的是凈光合作用強(qiáng)度

【解析】

分析甲圖，在500lx光照下，經(jīng)過不同濃度NaCl溶液處理后短時(shí)間內(nèi)，光合速率是A＞B＞C，說明NaCl濃度越高，光合速率越低；分析乙圖，經(jīng)過200mmolL-1NaCl處理后，100lx光照組光合速率不變，500lx光照和1000lx光照組光合速率下降至相同水平，且1000lx光照組光合速率下降程度更大。NaCl溶液主要影響細(xì)胞失水，導(dǎo)致細(xì)胞氣孔開度下降，從而使CO2吸收量減少，據(jù)此答題。

（1）光反應(yīng)能量來自光能，暗反應(yīng)能量來自ATP（和NADPH）中活躍的化學(xué)能，進(jìn)行暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供ATP 、[H]，還需要酶、CO2。

（2）根據(jù)題意，實(shí)驗(yàn)是為了為探究高鹽條件對(duì)植物光合速率的影響，結(jié)合題圖可知實(shí)驗(yàn)自變量有NaCl濃度和光照強(qiáng)度，因此本實(shí)驗(yàn)的目的是探究NaCl溶液濃度和光照強(qiáng)度對(duì)海水稻光合作用速率的影響；用NaCl溶液處理后，海水稻光合速率發(fā)生變化，可能是NaCl溶液處理后，海水稻根部細(xì)胞液濃度低于外界溶液濃度，細(xì)胞失水導(dǎo)致植株氣孔開放度下降，CO2吸收量減少，從而使光合速率下降。

（3）NaCl溶液處理后，A、B、C三組海水稻光合作用都下降，說明此時(shí)植物細(xì)胞液濃度低于NaCl溶液濃度，三組植物細(xì)胞都失水，引起氣孔開放度下降，導(dǎo)致CO2吸收量下降，NaCl溶液濃度越高，氣孔開放度越低，CO2吸收量越低。CO2吸收量下降，與C5固定產(chǎn)生的C3含量降低，因此A、B、C三組葉綠體基質(zhì)中C3含量的大小關(guān)系是A組＞B組＞C組。圖乙中，用200mmolL-1NaCl處理后，100lx光照組光合速率基本不變，說明200mmolL-1NaCl引起CO2吸收量減少后不影響光合速率，原因很有可能是CO2供應(yīng)量不是光合作用的限制因素，故該組光合作用的限制因素很可能是光照強(qiáng)度，而不是CO2濃度。

（4）由圖甲推測(cè)，隨著NaCl溶液濃度增大，氣孔開度越來越小，CO2吸收量也越來越少，暗反應(yīng)速率下降，也就是單位時(shí)間內(nèi)可以消耗的［H］和ATP將減少，此時(shí)只需要更弱的光照就能與最大的暗反應(yīng)速率實(shí)現(xiàn)同步，因此此時(shí)的光飽和點(diǎn)下降。凈光合速率表示在光照條件下人們測(cè)得的植物從外界環(huán)境吸收的CO2總量，上述甲圖和乙圖表示的是在光照條件下直接測(cè)量的數(shù)值，因此表示的是凈光合速率。