Question

【題目】某科研小組為研究大棚蔬菜種植的合理方案，做了以下探究實驗：

（1）為探究植株種植密度，研究了葉面積系數(shù)（單位土地面積上的葉面積總和）與植物群體光合速率、呼吸速率及干物質(zhì)積累速率之間的關(guān)系如圖1所示：

由圖1可知：當葉面積系數(shù)小于a時，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均_______。當葉面積系數(shù)超過b時，群體干物質(zhì)積累速率降低，其原因是_______。

（2）為探究高溫對大棚蔬菜光合速率的影響，將甲、乙兩種植物從25℃環(huán)境移入40℃環(huán)境中培養(yǎng)，測得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2所示：

據(jù)圖2分析，在40℃環(huán)境中，植物甲的光合速率降低主要是由于其光能捕獲率大幅度下降，導(dǎo)致_______受到了限制；植物乙的光合速率下降的原因主要是_______。

（3）為探究CO2濃度和不同顏色的塑料或玻璃作棚頂對大棚蔬菜生長的影響，科研小組的實驗結(jié)果如圖3所示：

比較圖中a、b兩點的數(shù)據(jù)，可知提高大棚蔬菜的產(chǎn)量應(yīng)采取的措施之一是：_______，根據(jù)圖3中數(shù)據(jù)可知提高大棚蔬菜的產(chǎn)量應(yīng)選用_______（顏色）的塑料或玻璃做棚頂。

Answer 1

【答案】增加 群體光合速率不變，群體呼吸速率仍在增加 光反應(yīng) 氣孔導(dǎo)度下降，植物吸收的CO2量減少，導(dǎo)致暗反應(yīng)受限 （適當）提高大棚中CO2濃度 白色（或無色）

【解析】

分析圖1，植物群體光合速率即為總光合速率，干物質(zhì)積累速率即為凈光合速率，由圖中曲線可知，當葉面積系數(shù)小于a時，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率、干物質(zhì)積累速率和呼吸速率均上升；當葉面積系數(shù)在a、b之間時，群體光合速率略上升，干物質(zhì)積累速率基本不變，呼吸速率上升；當葉面積系數(shù)大于b時，群體光合速率不變，呼吸速率上升，干物質(zhì)積累速率下降。

分析圖2，圖中數(shù)據(jù)是將甲、乙兩植物從25℃移入40℃環(huán)境中培養(yǎng)，測得的光合速率、氣孔導(dǎo)度和光能捕獲率占處理前的比例。分析數(shù)據(jù)可知，高溫環(huán)境中甲植物的光能捕獲率明顯降低，乙植物的氣孔導(dǎo)度明顯降低。

分析圖3，本實驗的自變量為CO2濃度和不同波長的光照，因變量為凈光合速率。由圖中曲線可知，在三種顏色的光照下，隨著CO2濃度的升高，凈光合速率均增強；在相同的CO2濃度條件下，凈光合速率的比較為：白光>紅光>黃光。

（1）由圖1曲線可知，當葉面積系數(shù)小于a時，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均上升；當葉面積系數(shù)超過b時，由于群體光合速率不變，而呼吸速率仍在上升，導(dǎo)致凈光合速率降低，群體干物質(zhì)積累速率降低。

（2）光合作用過程中，捕獲的光能直接用于光反應(yīng)，植物甲由于光能捕獲率大幅度下降，導(dǎo)致光反應(yīng)受到了限制，從而光合速率降低；植物乙的氣孔導(dǎo)度明顯降低，影響CO2的吸收，導(dǎo)致暗反應(yīng)受限，光合速率降低。

（3）分析圖3中a、b兩點可知，在紅光條件下，由于b點的CO2濃度高于a點，導(dǎo)致b點的凈光合速率更強，故（適當）提高大棚中CO2濃度，可提高大棚蔬菜的產(chǎn)量；分析曲線可知，在相同的CO2濃度條件下，凈光合速率的比較為：白光>紅光>黃光，故選用白色（或無色）的塑料或玻璃做棚頂，可提高大棚蔬菜的產(chǎn)量。