Question

【題目】植物的生長離不開適宜的溫度，過高的溫度往往使植物抑制生長甚至引起死亡。閱讀資料回答下列有關(guān)問題。

（1）科學(xué)家通過一些實(shí)驗(yàn)，獲得了小麥在大田中的相關(guān)的數(shù)據(jù)，如圖1：

曲線a：光照非常弱，CO2濃度最低（遠(yuǎn)小于0.03%）；

曲線b：適當(dāng)遮蔭（相當(dāng)于全光照的1/25），CO2濃度為0.03%；

曲線c：全光照（晴天不遮蔭），CO2濃度為0.03%；

曲線d：全光照，CO2濃度為1.22%

①該實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家研究了________與______之間的相互關(guān)系。

②本實(shí)驗(yàn)中，在________條件下凈光合速率最大，當(dāng)超過一定溫度范圍時(shí)，凈光合速率都下降，其主要原因是________。

（2）研究人員發(fā)現(xiàn)高溫還能誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生自由基從而影響到膜的穩(wěn)定性。

①從圖中數(shù)據(jù)可以看出，高溫均會(huì)誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生，極端高溫自由基產(chǎn)生速率隨時(shí)間的延長而________，中度高溫自由基的產(chǎn)生速率與對(duì)照比在7d前________，但在7d后會(huì)緩慢上升。

②自由基的產(chǎn)生和積累對(duì)膜穩(wěn)定性的影響，可能是自由基攻擊膜主要成分________，使膜的結(jié)構(gòu)和功能受到破壞。

③欲探究高溫?zé)岷υ斐傻膿p傷是否可逆，研究人員將植株幼苗在中度高溫、極端高溫條件進(jìn)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(jìn)行恢復(fù)生長，測定各處理恢復(fù)5d后的凈光合速率，得到如下數(shù)據(jù)：由圖中數(shù)據(jù)表明，____________。

（3）進(jìn)一步研究顯示，光合速率的下降與類囊體膜被破壞有關(guān)。位于類囊體的葉綠素a接受光照后通過一系列反應(yīng)將H+泵入類囊體腔構(gòu)建H+濃度梯度。為證明“跨類囊體膜H+濃度梯度的推動(dòng)下合成ATP”。配置pH4和pH8的緩沖液若干，設(shè)計(jì)如下：

①在黑暗時(shí)把類囊體放在pH4的溶液中，讓基粒類囊體膜腔的pH值下降至4。

②實(shí)驗(yàn)組將酸性類囊體移入pH________并含有________的緩沖溶液中。在________（黑暗或光照）條件下一段時(shí)間后，有ATP產(chǎn)生。

Answer 1

【答案】凈光合速率 光照強(qiáng)度、溫度和CO2濃度 全光照、CO2濃度為1.22%、溫度在30℃左右 呼吸速率的增長大于光合速率的增長 逐漸增加 無明顯差異 磷脂和蛋白質(zhì) 中度高溫對(duì)作物造成的損傷在7d內(nèi)可恢復(fù)，極端高溫對(duì)作物造成的損傷在3d內(nèi)可恢復(fù) 8 ADP、Pi 黑暗

【解析】

分析第（1）小題題圖可知，橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)是凈光合速率，曲線a表示非常弱光照、極低CO2濃度，曲線b表示遮蔭、低CO2濃度，曲線c為全光照、低CO2濃度，曲線d全光照，高CO2濃度，故曲線表示的是光照強(qiáng)度、溫度和CO2濃度對(duì)凈光合速率的影響。第（2）小題題圖研究的是溫度對(duì)自由基產(chǎn)生速率的影響，觀察圖可知，在正常溫度、中等高溫和極端高溫處理后，隨著時(shí)間的延長，極端高溫組中自由基產(chǎn)生的速率明顯高于中度高溫組和正常溫度組，說明高溫能誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生自由基從而影響到膜的穩(wěn)定性。第（3）小題題圖表示中度高溫、極端高溫條件處理對(duì)植物損傷的可逆研究，根據(jù)曲線可知，經(jīng)過中度高溫處理后轉(zhuǎn)入正常溫度條件進(jìn)行恢復(fù)生長，測得第1、3、5、7天轉(zhuǎn)入的植物凈光合速率無明顯區(qū)別，在第9、11天轉(zhuǎn)入的植株凈光合速率明顯下降，說明中度高溫處理后對(duì)作物造成的損傷在7d內(nèi)可恢復(fù)；而經(jīng)極端高溫處理后轉(zhuǎn)入正常溫度條件進(jìn)行恢復(fù)生長，測得第1、3天轉(zhuǎn)入的植物凈光合速率無明顯區(qū)別，在第5、7、9、11天后轉(zhuǎn)入的植株凈光合速率明顯下降，說明極端高溫對(duì)作物造成的損傷在3d內(nèi)可恢復(fù)。

（1）①據(jù)圖1可知，該實(shí)驗(yàn)研究了光照強(qiáng)度、溫度和CO2濃度與凈光合速率之間的關(guān)系。

②根據(jù)曲線d可知，實(shí)驗(yàn)中，在全光照、CO2濃度為1.22%、溫度在30℃左右條件下凈光合速率最大，當(dāng)超過一定溫度范圍時(shí)，凈光合速率都下降，主要原因是溫度過高，呼吸速率的增長大于光合速率的增長，導(dǎo)致凈光合速率下降。

（2）①從圖中數(shù)據(jù)可以看出，高溫均會(huì)誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生，極端高溫自由基產(chǎn)生速率隨時(shí)間的延長而逐漸增加，中度高溫自由基的產(chǎn)生速率與對(duì)照比在7d前無明顯差異，但在7d后會(huì)緩慢上升。

②自由基的產(chǎn)生和積累對(duì)膜穩(wěn)定性的影響，可能是自由基攻擊膜主要成分磷脂和蛋白質(zhì)，使膜的結(jié)構(gòu)和功能受到破壞。

③根據(jù)圖中曲線可知，中度高溫處理組中第9、11天轉(zhuǎn)入正常溫度條件進(jìn)行恢復(fù)生長的植株凈光合速率明顯下降，而經(jīng)極端高溫處理組中第5、7、9、11天后轉(zhuǎn)入正常溫度條件進(jìn)行恢復(fù)生長的植株凈光合速率明顯下降，說明中度高溫對(duì)作物造成的損傷在7d內(nèi)可恢復(fù)，極端高溫對(duì)作物造成的損傷在3d內(nèi)可恢復(fù)。

（3）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲C明“跨類囊體膜H+濃度梯度的推動(dòng)下合成ATP”，故應(yīng)設(shè)置跨類囊體膜H+濃度梯度，觀察是否形成ATP，需要加入原理ADP、Pi，故實(shí)驗(yàn)組應(yīng)將酸性類囊體移入pH8并含有ADP、Pi的緩沖溶液中，在黑暗條件下一段時(shí)間后，有ATP產(chǎn)生。