Question

【題目】科研工作者利用位于江蘇省揚州市江都區(qū)小紀鎮(zhèn)良種場作為實驗平臺研究高二氧化碳濃度、高溫對水稻光合日變化特征的影響，設置了環(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個處理，從9：00到17：00每隔1h測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，請據(jù)圖回答下列問題：

(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。

(2)從圖中可看出，Pn在___________(時間)兩個峰值間出現(xiàn)了明顯的下降，產(chǎn)生了光合“午休”。另一個科研小組利用本平臺進行研究，每隔2小時記錄一次，并未發(fā)現(xiàn)水稻的該現(xiàn)象，可能的原因是___________。對于葉片光合“午休”的機理存在不同的觀點，有學者研究認為，自然條件下晴天中午過飽和光強抑制及___________的增強，是植物光合作用效率降低的主要原因。也有學者研究發(fā)現(xiàn)，中午強光高溫影響___________過程，進而影響到ATP和___________的產(chǎn)生。但也有研究認為，“午休”的發(fā)生與維持主要是由___________(結構)限制引起的，與胞間CO2的濃度密切相關。

Answer 1

【答案】CO2濃度溫度 12：00-14：00 測定間隔時間 較長，無法觀察到光午休現(xiàn)象 呼吸作用 光反應 NADPH 氣孔

【解析】

據(jù)圖分析可知，該實驗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，為空白對照組，其余三組為實驗組；與對照組相比，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照組，其中ECAT組凈光合速率最高，說明高二氧化碳濃度、環(huán)境溫度對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，兩個峰值間出現(xiàn)了明細的下降，產(chǎn)生了光合“午休”現(xiàn)象；二氧化碳是光合作用暗反應的原料，因此午休現(xiàn)象可能是細胞氣孔關閉，導致胞間CO2濃度的變化使得暗反應過程受阻。每隔2小時記錄一次，并未發(fā)現(xiàn)水稻的該現(xiàn)象，可能的原因是測定間隔時間較長，無法觀察到光午休現(xiàn)象。葉片光合“午休”的機理可能是：自然條件下晴天中午過飽和光強抑制及呼吸作用的增強，是植物光合作用效率降低的主要原因；也可能是中午強光高溫影響了光反應過程，進而影響到ATP和NADPH的產(chǎn)生；也有研究認為，“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。