Question

【題目】水分脅迫是植物水分散失超過吸收，使植物組織含水量下降，正常代謝失調的現象。大量研究表明，光合速率隨水分脅迫加強不斷下降，是作物后期受旱減產的主要原因。左圖是水分脅迫和復水對水稻葉綠素含量變化的影響(其中CX代表對照，L代表輕度脅迫，M代表中度脅迫，S代表重度脅迫)，右圖表示輕度水分脅迫對葉片氣孔導度(即氣孔開放的程度)的影響。

(1)從左圖可以看出水分可以影響光合作用的_______階段，此階段為光合作用另一階段提供________ 。在有光照條件下，葉肉細胞產生[H]的具體部位是__________________________。

(2)植物在不同程度的水分脅迫下，葉綠素含量都呈下降趨勢，下降幅度從大到小依次是__________，并且在重度水分脅迫下葉綠素含量更難以恢復，最可能的原因是在重度水分脅迫下_____________受到一定程度的破壞。

(3)由上圖的結果可以看出，輕度水分脅迫下氣孔關閉而引起氣孔導度的降低。此種情況下，水分脅迫對光合速率的影響主要是通過_____________________________________________________。

(4)下圖表示水稻的葉片重量隨溫度變化的實驗過程及結果

則水稻1h的實際光合速率可表示為_________________，恒定在上述__________℃時，維持12小時光照，12小時黑暗，該植物葉片增重最多，增重_____________mg。

Answer 1

【答案】光反應[H]和ATP類囊體薄膜(基粒)、細胞質基質和線粒體(基質)重度>中度>輕度(或S>M>L)葉綠體(或類囊體)的結構和功能影響CO2的吸收進而影響光合速率2X+Y15(℃)72

【解析】

題干中曲線左圖表明葉綠素的含量與水分脅迫呈負相關。曲線右圖表明隨著水分脅迫時間的延長葉肉細胞的氣孔導度和光合作用速率不斷下降。據下圖中操作流程和實驗結果分析，M-（M-X）=X表示呼吸作用速率，（M+Y）-（M-X）=Y+X表示凈的光合作用速率。真正的光合作用速率=呼吸作用+凈光合作用速率，據此分析作答。

（1）從左圖可以看出，水分可以通過影響光合作用的光反應來影響光合作用，光反應可以為暗反應提供[H]和ATP。葉肉細胞產生[H]的具體部位有：光合作用光反應部位——是類囊體薄膜，有氧呼吸第一階段的部位——細胞質基質，有氧呼吸第二階段的部位——線粒體基質。

（2）從左圖可以看出，葉綠素的含量與水分脅迫呈負相關，下降幅度從大到小依次是重度>中度>輕度（或S>M>L）。在重度水分脅迫下葉綠體（或類囊體）的結構和功能受到一定程度的破壞，所以在重度水分脅迫下葉綠素含量更難以恢復。

（3）由右上圖的結果可以看出，輕度水分脅迫下氣孔關閉而引起氣孔導度的降低，水分對光合速率的影響主要是通過影響二氧化碳的吸收進而影響光合速率的。

（4）據下圖的操作流程和實驗結果分析，M-（M-X）=X表示呼吸作用速率，（M+Y）-（M-X）=Y+X表示凈的光合作用速率。真正的光合作用速率=呼吸作用+凈光合作用速率=X+Y+X=Y+2X。根據圖2柱狀圖分析，植物葉片一晝夜增重最多，即凈光合作用強度Y+X最大，10℃時Y+X=4+2=6；15℃時，Y+X=6+4=10；20℃時，Y+X=4+6=10；25℃時，Y+X=2+8=10，溫度越高呼吸作用越強，所以溫度應該控制在15℃。在此溫度下，維持12小時光照，Y+X表示凈的光合作用速率，增重10×12=120；12小時黑暗，X表示呼吸作用速率，呼吸作用消耗4×12=48，所以共增重120-48=72mg。