Question

【題目】為了研究高溫脅迫對棉花光合速率的影響，研究人員將A、B、C三個品系的棉花在30℃條件下培養了一段時間后，移植到40℃的環境中，其他條件保持一致，測定相關數據如圖1；圖2為30℃條件下測得的光合速率。請回答下列問題：

（1）在30℃時，測定三種品系光合速率變化情況如圖2。當光照強度過大時，棉花葉片的光合速率_______。在P點時，檢測的是棉花葉片的_______。

（2）移植后3個品系的光合速率均下降，據圖判斷，光合速率最不可能因_____________（填“光合色素”、“水分”或“二氧化碳吸收量”）首先出現下降而下降，作出這一判斷的依據是___________________________________________。

（3）40℃條件下葉片的蒸騰速率升高，可能是為了提高散熱的效率，保證植物的光合作用正常進行，該機制對植物的正常生長有重要意義。若移植后蒸騰速率不變，則三個品系植株的光合速率均會下降50%，結合圖示及上述分析，判斷在三個品系中，____________品系中這一機制的效率最高。

（4）根據圖2的結果分析，若30℃為棉花光合作用的最適溫度，則40 ℃條件下進行實驗，光照強度應設定在____________（lx）之間（用圖中數據表示），目的是________________________。

Answer 1

【答案】下降 呼吸強度 二氧化碳吸收量 此時蒸騰作用強烈，氣孔開放程度較高 B 1000-1500 排除光照強度（無關變量）對實驗結果的影響

【解析】

圖1為植物從30℃環境移入40℃環境進行高溫培養測得的相關數據，從圖1所示可知，三個品系光合作用、光能捕獲效率都下降了；三個品系蒸騰作用都增強了，其中A品系蒸騰作用最強，散熱最快，能降低高溫對植物的影響。圖2為30℃條件下測得的光合速率。

（1）在30℃時，測定三種品系光合速率變化情況如圖2。當光照強度過大時，棉花葉片的光合速率下降。在P點時，檢測的是棉花葉片的呼吸強度。

（2）移植后植株的蒸騰作用旺盛，氣孔開放程度較高，植株二氧化碳吸收能力較強，植株的光合速率可能因為光能捕獲效率、含水量降低而降低，但理論上不應是二氧化碳吸收量下降導致了光合速率下降。
（3）由題意分析可知，欲比較三個品系中這一機制的效率，應確定與蒸騰速率不變時相比，三個品系光合速率增加量相等時，哪一品系蒸騰速率增加量最小。根據蒸騰速率的測定結果和光合速率的測定結果進行分析，40 ℃條件下B品系的光合速率提高了35％，蒸騰速率也提高了35％，即B品系的蒸騰速率增加量/光合速率升高量＝1，A品系中該值為3/2，C品系中該值為5/4，則B品系中這一機制的效率最高。
（4）根據圖2結果可知，當光照強度為1000～1500 lx時，三個品系的光合速率都較大，判斷棉花的最適光照強度在這一范圍內。實驗探究的是高溫脅迫對棉花光合速率的影響，光照強度為無關變量，應保持相同且適宜，以排除其對實驗結果的影響。