Question

【題目】科研工作者利用位于江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)小紀(jì)鎮(zhèn)良種場(chǎng)作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究高二氧化碳濃度、高溫對(duì)水稻光合日變化特征的影響，設(shè)置了環(huán)境CO2和環(huán)境溫度(ACAT)、環(huán)境CO2和高溫度(ACET)、高CO2和環(huán)境溫度(ECAT)、高CO2和高溫度(ECET)等4個(gè)處理，從9：00到17：00每隔1h測(cè)定了某晴天水稻的光合作用。圖為4種不同方式處理水稻后的凈光合作用速率(Pn)變化圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

(1)從圖中可看出，___________升高，顯著增加了水稻凈光合速率(Pn)，而___________升高呈相反趨勢(shì)。

(2)從圖中可看出，Pn在___________(時(shí)間)兩個(gè)峰值間出現(xiàn)了明顯的下降，產(chǎn)生了光合“午休”。另一個(gè)科研小組利用本平臺(tái)進(jìn)行研究，每隔2小時(shí)記錄一次，并未發(fā)現(xiàn)水稻的該現(xiàn)象，可能的原因是___________。對(duì)于葉片光合“午休”的機(jī)理存在不同的觀點(diǎn)，有學(xué)者研究認(rèn)為，自然條件下晴天中午過(guò)飽和光強(qiáng)抑制及___________的增強(qiáng)，是植物光合作用效率降低的主要原因。也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，中午強(qiáng)光高溫影響___________過(guò)程，進(jìn)而影響到ATP和___________的產(chǎn)生。但也有研究認(rèn)為，“午休”的發(fā)生與維持主要是由___________(結(jié)構(gòu))限制引起的，與胞間CO2的濃度密切相關(guān)。

Answer 1

【答案】CO2濃度溫度 12：00-14：00 測(cè)定間隔時(shí)間 較長(zhǎng)，無(wú)法觀察到光午休現(xiàn)象 呼吸作用 光反應(yīng) NADPH 氣孔

【解析】

據(jù)圖分析可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度和二氧化碳濃度，因變量是凈光合速率，其中ACAT組為環(huán)境CO2和環(huán)境溫度，為空白對(duì)照組，其余三組為實(shí)驗(yàn)組；與對(duì)照組相比，ACET組（環(huán)境CO2和高溫度）的凈光合速率最低，ECAT組（高CO2和環(huán)境溫度）、ECET組（高CO2和高溫度）的凈光合速率都高于對(duì)照組，其中ECAT組凈光合速率最高，說(shuō)明高二氧化碳濃度、環(huán)境溫度對(duì)光合作用是最有利的。

（1）根據(jù)以上分析可知，隨著二氧化碳濃度的增加，凈光合速率明顯增加，而隨著環(huán)境溫度的增加，凈光合速率反而降低。

（2）圖中顯示，在中午12：00-14：00之間，兩個(gè)峰值間出現(xiàn)了明細(xì)的下降，產(chǎn)生了光合“午休”現(xiàn)象；二氧化碳是光合作用暗反應(yīng)的原料，因此午休現(xiàn)象可能是細(xì)胞氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致胞間CO2濃度的變化使得暗反應(yīng)過(guò)程受阻。每隔2小時(shí)記錄一次，并未發(fā)現(xiàn)水稻的該現(xiàn)象，可能的原因是測(cè)定間隔時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法觀察到光午休現(xiàn)象。葉片光合“午休”的機(jī)理可能是：自然條件下晴天中午過(guò)飽和光強(qiáng)抑制及呼吸作用的增強(qiáng)，是植物光合作用效率降低的主要原因；也可能是中午強(qiáng)光高溫影響了光反應(yīng)過(guò)程，進(jìn)而影響到ATP和NADPH的產(chǎn)生；也有研究認(rèn)為，“午休”的發(fā)生與維持主要是由氣孔限制引起的，與胞間CO2的濃度密切相關(guān)。