Question

15．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，高溫會導致作物產(chǎn)量下降，甚至死亡．下面是關于不同程度高溫對黃瓜幼苗光合速率的影響及相關機制的研究．回答下列問題．

（1）由圖l可知，隨著溫度升高和高溫持續(xù)時間延長，黃瓜葉片凈光合速率下降，由此推測可能的原因有高溫影響酶的活性、氣孔關閉影響CO₂吸收．
（2）欲探究高溫造成的損傷是否可恢復，研究人員又進行了如下實驗：將各組植株幼苗在中度高溫、極端高溫條件下分別處理1、3、5、7、9、11天，再轉(zhuǎn)入正常溫度條件下恢復生長，5d后測定其凈光合速率，得到圖2所示結果．分析圖2可得出結論：中度高溫7d內(nèi)對作物造成的損傷可基本恢復，極端高溫3d內(nèi)對作物造成的損傷可完全恢復．
（3）研究人員發(fā)現(xiàn)高溫還能誘導細胞產(chǎn)生自由基從而影響到膜的穩(wěn)定性，同時發(fā)現(xiàn)熱激蛋白（HSP）是機體受到高溫傷害時，合成量迅速增加的一類應激蛋白．據(jù)此分析：
①一方面HSP可以幫助變性的蛋白質(zhì)恢復空間結構進而恢復功能，或者促進變性的蛋白質(zhì)降解；另一方面，一些HSP與膜脂結合，限制了膜脂分子的運動，降低膜的流動性，以穩(wěn)固膜的結構．
②通過進一步研究發(fā)現(xiàn)，高溫熱害初期可通過外施一定濃度的Ca²⁺來緩解高溫熱害對作物減產(chǎn)的影響，可能的原因是Ca²⁺通過減少自由基的產(chǎn)生與積累來維持膜結構和功能的穩(wěn)定性．

Answer 1

分析 分析圖1：該實驗中，實驗的自變量為溫度、時間，因變量為自由基產(chǎn)生速率．根據(jù)柱形圖可以看出，溫度越高，隨著時間的推移，自由基產(chǎn)生速率就越高．
分析曲線2可知，中度高溫對作物造成的損傷在7d內(nèi)可恢復，極端高溫對作物造成的損傷在3 d內(nèi)可恢復．

解答 解：（1）由圖1可知，高溫影響酶的活性，高溫破壞酶結構，氣孔關閉影響CO₂吸收，因此隨著溫度升高和高溫持續(xù)時間延長，黃瓜葉片凈光合速率下降．
（2）將植株幼苗在中度高溫、極端高溫條件進行處理，并分別在處理的第1、3、5、7、9、11 天轉(zhuǎn)入正常溫度條件進行恢復生長，測定各處理恢復5d后的凈光合速率，由圖2中數(shù)據(jù)表明，中度高溫對作物造成的損傷在7d內(nèi)可恢復，極端高溫對作物造成的損傷在3d內(nèi)可恢復．
（3）①蛋白質(zhì)酶空間結構遭到破壞，其功能會喪失．HSP可以幫助變性的蛋白質(zhì)恢復空間結構進而恢復功能，或者促進變性的蛋白質(zhì)降解；另一方面，一些HSP與膜脂結合，限制了膜脂分子的運動，降低膜的流動性，以穩(wěn)固膜的結構．由此可見，HSP可以緩解高溫脅迫對植物造成的傷害．
②Ca²⁺通過減少自由基的產(chǎn)生與積累來維持膜結構和功能的穩(wěn)定性，所以高溫熱害初期可通過外施一定濃度的Ca²⁺來緩解高溫熱害對作物減產(chǎn)的影響．
故答案為：
（1）下降　高溫影響酶的活性　氣孔關閉影響CO₂吸收
（2）7d內(nèi)　3d內(nèi)
（3）①空間結構　流動
②減少自由基的產(chǎn)生與積累

點評 解答本題的關鍵是分析柱狀圖圖和曲線圖，分析隨著自變量溫度變化后的實驗結果的變化及其原因．