Question

【題目】植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中 的CO2濃度，研究植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)，并在生產(chǎn)實(shí)踐中，適當(dāng)增施CO2是提高農(nóng)作物 產(chǎn)量的主要措施之一。回答下列相關(guān)問題：

（1）植物細(xì)胞產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所有______。已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物，將正常生長(zhǎng)的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜光照 等條件下培養(yǎng)。當(dāng)乙種植物凈光合速率為0時(shí)，甲種植物凈光合速率______（填“大于”、“等于”或“小于”）0。若適當(dāng)降低光照強(qiáng)度，乙植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)將______（填“變大’，、“不變”或“變小”），原因是__________________。

（2）研究者以黃瓜為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：增施CO2時(shí)間過長(zhǎng)，植物光合作用反而會(huì)減弱。 原因是：一方面是淀粉積累會(huì)______（填“促進(jìn)”或“抑制”）光合作用，另 一方面是有限的氮素營(yíng)養(yǎng)被優(yōu)先分配到淀粉的分解代謝中，因此造成光合作用所需的______（至少答出兩種）等含氮化合物合成不足。另外研究表明：提高溫度能夠明顯促進(jìn)淀粉的分解，可能是因?yàn)檫m當(dāng)升溫提高了植物的細(xì)胞呼吸。

請(qǐng)根據(jù)本研究的結(jié)果，對(duì)解決“長(zhǎng)時(shí)間增施CO2抑制光合作用”這一問題，提出兩項(xiàng)合理化建議：____________________________________。（至 少答出兩點(diǎn)）

Answer 1

【答案】細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì) 小于 變大 原CO2補(bǔ)償點(diǎn)是在適宜光照強(qiáng)度下測(cè)得的，因此適當(dāng)降低光照強(qiáng)度后，光合速率下降，需要提高環(huán)境中CO2濃度才能使光合速率與呼吸速率相等 抑制 ATP/ADP/[H]/酶/NADPH等 適當(dāng)升溫、控制增施CO2的時(shí)間/間斷供給CO2、加強(qiáng)對(duì)植物氮素營(yíng)養(yǎng)的補(bǔ)充

【解析】

有氧呼吸指細(xì)胞在氧氣的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，生成大量能量的過程。

無氧呼吸是不徹底的氧化分解，產(chǎn)物是二氧化碳和酒精或乳酸，釋放出少量的能量。

光合作用的影響因素有：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度、色素、酶等。

（1）植物細(xì)胞可以通過有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。由于甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物，當(dāng)乙種植物凈光合速率為0時(shí)即達(dá)到CO2光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，甲種植物還未達(dá)到CO2補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)甲的凈光合速率小于0。若適當(dāng)降低光照強(qiáng)度，光合速率減慢，呼吸速率不變，由于原CO2補(bǔ)償點(diǎn)是在適宜光照強(qiáng)度下測(cè)得的，因此適當(dāng)降低光照強(qiáng)度后，光合速率下降，需要提高環(huán)境中CO2濃度才能使光合速率與呼吸速率相等，故乙植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)將變大。

（2）增施CO2時(shí)間過長(zhǎng)，一方面淀粉積累會(huì)抑制光合作用，另 一方面是有限的氮素營(yíng)養(yǎng)被優(yōu)先分配到淀粉的分解代謝中，因此造成光合作用所需的ATP、酶等含氮化合物合成不足，進(jìn)而會(huì)造成植物光合作用減弱。另外研究表明：提高溫度能夠明顯促進(jìn)淀粉的分解，可能是因?yàn)檫m當(dāng)升溫提高了植物的細(xì)胞呼吸。 由以上分析可知，為了避免長(zhǎng)時(shí)間增施CO2抑制光合作用，可以適當(dāng)提高溫度或加強(qiáng)對(duì)植物氮素的補(bǔ)充。