Question

【題目】為了研究高溫脅迫對(duì)棉花光合速率的影響，研究人員將A、B、C三個(gè)品系的棉花在30℃條件下培養(yǎng)了一段時(shí)間后，移植到40℃的環(huán)境中，其他條件保持一致，測(cè)定相關(guān)數(shù)據(jù)如圖1；圖2為30℃條件下測(cè)得的光合速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在30℃時(shí)，測(cè)定三種品系光合速率變化情況如圖2。當(dāng)光照強(qiáng)度過(guò)大時(shí)，棉花葉片的光合速率_______。在P點(diǎn)時(shí)，檢測(cè)的是棉花葉片的_______。

（2）移植后3個(gè)品系的光合速率均下降，據(jù)圖判斷，光合速率最不可能因_____________（填“光合色素”、“水分”或“二氧化碳吸收量”）首先出現(xiàn)下降而下降，作出這一判斷的依據(jù)是___________________________________________。

（3）40℃條件下葉片的蒸騰速率升高，可能是為了提高散熱的效率，保證植物的光合作用正常進(jìn)行，該機(jī)制對(duì)植物的正常生長(zhǎng)有重要意義。若移植后蒸騰速率不變，則三個(gè)品系植株的光合速率均會(huì)下降50%，結(jié)合圖示及上述分析，判斷在三個(gè)品系中，____________品系中這一機(jī)制的效率最高。

（4）根據(jù)圖2的結(jié)果分析，若30℃為棉花光合作用的最適溫度，則40 ℃條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，光照強(qiáng)度應(yīng)設(shè)定在____________（lx）之間（用圖中數(shù)據(jù)表示），目的是________________________。

Answer 1

【答案】下降 呼吸強(qiáng)度 二氧化碳吸收量 此時(shí)蒸騰作用強(qiáng)烈，氣孔開放程度較高 B 1000-1500 排除光照強(qiáng)度（無(wú)關(guān)變量）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

【解析】

圖1為植物從30℃環(huán)境移入40℃環(huán)境進(jìn)行高溫培養(yǎng)測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)，從圖1所示可知，三個(gè)品系光合作用、光能捕獲效率都下降了；三個(gè)品系蒸騰作用都增強(qiáng)了，其中A品系蒸騰作用最強(qiáng)，散熱最快，能降低高溫對(duì)植物的影響。圖2為30℃條件下測(cè)得的光合速率。

（1）在30℃時(shí)，測(cè)定三種品系光合速率變化情況如圖2。當(dāng)光照強(qiáng)度過(guò)大時(shí)，棉花葉片的光合速率下降。在P點(diǎn)時(shí)，檢測(cè)的是棉花葉片的呼吸強(qiáng)度。

（2）移植后植株的蒸騰作用旺盛，氣孔開放程度較高，植株二氧化碳吸收能力較強(qiáng)，植株的光合速率可能因?yàn)楣饽懿东@效率、含水量降低而降低，但理論上不應(yīng)是二氧化碳吸收量下降導(dǎo)致了光合速率下降。
（3）由題意分析可知，欲比較三個(gè)品系中這一機(jī)制的效率，應(yīng)確定與蒸騰速率不變時(shí)相比，三個(gè)品系光合速率增加量相等時(shí)，哪一品系蒸騰速率增加量最小。根據(jù)蒸騰速率的測(cè)定結(jié)果和光合速率的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析，40 ℃條件下B品系的光合速率提高了35％，蒸騰速率也提高了35％，即B品系的蒸騰速率增加量/光合速率升高量＝1，A品系中該值為3/2，C品系中該值為5/4，則B品系中這一機(jī)制的效率最高。
（4）根據(jù)圖2結(jié)果可知，當(dāng)光照強(qiáng)度為1000～1500 lx時(shí)，三個(gè)品系的光合速率都較大，判斷棉花的最適光照強(qiáng)度在這一范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)探究的是高溫脅迫對(duì)棉花光合速率的影響，光照強(qiáng)度為無(wú)關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜，以排除其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。