Question

【題目】為探究大氣CO2濃度變化對(duì)水分利用效率的影響，研究人員對(duì)三種作物所處環(huán)境的CO2濃度分別進(jìn)行如下控制：自然CO2濃度(375gμmol·mol-1，簡(jiǎn)稱[375])、倍增CO2濃度(簡(jiǎn)稱[750])、倍增后恢復(fù)到自然CO2濃度(先在倍增CO2濃度下生活60天，再轉(zhuǎn)入自然CO2濃度下生活，簡(jiǎn)稱[750-375])，每種作物的三種處理均設(shè)置3個(gè)重復(fù)組，測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：

（1）當(dāng)CO2濃度升高為[750]時(shí)，植物細(xì)胞葉綠體內(nèi)的C5含量將_____________。

（2）由上圖數(shù)據(jù)分析可知，在CO2濃度倍增條件下，三種作物的水分利用效率均______，這主要是CO2濃度倍增時(shí)_______增大與_______降低共同作用的結(jié)果。

（3）根據(jù)組[375]與[750-375]組數(shù)據(jù)可得出，凈光合速率、蒸騰速率、水分利用效率之間關(guān)系最密切的是______和______。

（4）為進(jìn)一步測(cè)定在[375]和[750]條件下干旱脅迫對(duì)大豆光合作用的影響，進(jìn)行了相應(yīng)探究實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：

	干旱脅迫		水分充足
	[375]	[750]	[375]	[750]
凈光合速率（μmolm-2s-1）	22.5	23.95	27.05	31.65
呼吸速率（μmols-1）	2.36	2.21	3.23	3.34
光飽和點(diǎn)相對(duì)值	900	900	850	1100
葉綠素相對(duì)含量	12.0	12.5	13.0	14.2

①凈光合速率的觀察指標(biāo)為________。在水分充足、[750]時(shí)大豆的真正光合速率為_____μmol·m-2·s-1。

②在水分充足條件下，[750]能顯著提高大豆的光飽和點(diǎn)，其原因可能是：一方面CO2濃度增加，暗反應(yīng)中_______需要的能量增多；另一方面葉肉細(xì)胞中_____的含量增加，大豆捕獲光能的能力增強(qiáng)。

③分析上表數(shù)據(jù)可知，通過___________措施可降低干旱對(duì)光合作用的影響。

Answer 1

【答案】減少 增大（或升高） 凈光合速率 蒸騰速率 凈光合速率 水分利用效率 單位面積單位時(shí)間內(nèi)CO2吸收量（或單位面積單位時(shí)間內(nèi)O2釋放量） 34．99 C3的還原 葉綠素 增加水分供應(yīng)，提高CO2濃度

【解析】

影響光合作用的環(huán)境因素。
1、溫度對(duì)光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱。
2、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。
3、光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。

據(jù)圖分析：圖1中，二氧化碳濃度倍增后，凈光合速率均增加，[750-375]條件下，凈光合速率均減小；圖2中，[750]條件下，蒸騰速率均下降，[750-375]條件下，蒸騰速率基本不變；圖3中，[750]條件下，水分利用效率均增加，[750-375]條件下，水分利用效率均下降。

（1）當(dāng)CO2濃度升高為[750]時(shí)，由于CO2濃度上升，則消耗的C5增多，盡管C3還原過程還在經(jīng)過一系列變化正常產(chǎn)生C5，但最終瞬間的變化是植物細(xì)胞葉綠體內(nèi)的C5含量將減少。

（2）由圖中數(shù)據(jù)分析可知，在CO2濃度倍增條件下，三種作物的水分利用效率均增大（或升高），根據(jù)另兩個(gè)數(shù)據(jù)推測(cè)可知這主要是CO2濃度倍增時(shí)凈光合速率增大導(dǎo)致對(duì)水的消耗增多，同時(shí)蒸騰速率降低顯示散失的水減少，根據(jù)兩個(gè)數(shù)據(jù)也能推測(cè)出水分利用率上升的合理性。

（3）根據(jù)組[375]與[750-375]組數(shù)據(jù)可看出，凈光合速率與水分利用效率存在隨二氧化碳濃度的變化同步變化的關(guān)系，故可推測(cè)凈光合速率、蒸騰速率、水分利用效率之間關(guān)系最密切的是凈光合速率和水分利用效率。

（4）①據(jù)表分析，凈光合速率的觀察指標(biāo)為單位面積單位時(shí)間內(nèi)二氧化碳吸收量．真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率，在水分充足、[750]時(shí)大豆的真正光合速率為31.65+3.34=34.99μmolm-2s-1。

②據(jù)表分析，在水分充足條件下，[750]能顯著提高大豆的光飽和點(diǎn)，可能的原因是CO2濃度增加，暗反應(yīng)中三碳化合物的還原需要消耗的能量增多；同時(shí)葉肉細(xì)胞中葉綠素的含量增加，大豆捕獲光能的能力增強(qiáng)

③綜合分析上表數(shù)據(jù)可知，增加水分供應(yīng)可以提供凈光合速率。增加二氧化碳濃度也能提高凈光合速率，故結(jié)合實(shí)際可通過增加水分供應(yīng)，提高CO2濃度措施可降低干旱對(duì)光合作用的影響。