Question

【題目】菰是水稻的一種，其莖基部膨大可作蔬菜食用，稱茭白。科學(xué)家對(duì)菰的光合作用特性進(jìn)行研究，將菰的倒數(shù)第三片功能葉片在不同溫度和光照強(qiáng)度下進(jìn)行離體培養(yǎng)，利用紅外CO2分析儀分析CO2濃度的變化，所得結(jié)果如下圖所示：

（1）分析圖1，在溫度為______________時(shí)，菰葉片的光合速率和呼吸速率相同。

（2）分析圖1，用CO2消耗量來(lái)表示，35 ℃時(shí)菰葉片的真光合速率約為____________μmolm-2s-1。

（3）科學(xué)家進(jìn)一步制作出了光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖2、圖3所示。圖2的曲線是在溫度為____________℃時(shí)作出來(lái)的。

（4）種植菰的最適條件是溫度____________℃，光照強(qiáng)度____________μmolm-2s-1。

（5）研究發(fā)現(xiàn)，在一天中，菰葉片中細(xì)胞間隙CO2的濃度和凈光合速率的值呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性，請(qǐng)簡(jiǎn)要解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因________________________。

Answer 1

【答案】3℃、50℃24.530301040凈光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，葉片間隙中（外界環(huán)境中）的二氧化碳濃度就越低

【解析】

由題意知：圖1表示的是溫度通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響凈光合速率和呼吸速率，圖二表示的是光照強(qiáng)度對(duì)凈光合速率的影響，圖3表示的是不同溫度下光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)的變化，據(jù)此解答．

（1）根據(jù)“真光合速率=凈光合速率+呼吸速率”，要使真光合速率=呼吸速率，則凈光合速率=0。從圖1中可以看出，在溫度為3℃、50℃時(shí)，凈光合速率為0，表示此時(shí)葉片的光合作用速率和呼吸作用速率相同。

（2）根據(jù)“總光合作用速率=呼吸作用速率+凈光合作用速率”，用CO2消耗來(lái)表示，從圖1中直接讀出35℃時(shí)菰葉片的凈光合速率（20μmolm-2s-1）和呼吸速率（4.5μmolm-2s-1）可得：35℃時(shí)菰葉片的真實(shí)光合速率=4.5+20=24.5μmolm-2s-1。

（3）當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到某一光照強(qiáng)度時(shí)，隨光照強(qiáng)度增大，凈光合速率不再增大，此時(shí)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)。光補(bǔ)償點(diǎn)是指真光合速率與呼吸速率相等，即凈光合速率為0時(shí)的光照強(qiáng)度。由圖2可知，光飽和點(diǎn)為1040μmolm-2s-1，光補(bǔ)償點(diǎn)為45μmolm-2s-1，對(duì)應(yīng)圖3的兩條曲線可知，光飽和點(diǎn)為1040μmolm-2s-1對(duì)應(yīng)的溫度范圍在25℃～35℃，而光補(bǔ)償點(diǎn)為45μmolm-2s-1時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度30℃。由此可知圖2的曲線是在30℃時(shí)作出的。

（4）植物最適生長(zhǎng)條件是凈光合速率最大時(shí)的條件。從圖1中可以看出溫度為30℃，此時(shí)凈光合速率最大，圖2中可以看出光照強(qiáng)度1040μmolm-2s-1時(shí)，凈光合速率最大。

（5）菰葉片中細(xì)胞間隙CO2的濃度和凈光合速率的值呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性，這是因?yàn)閮艄夂纤俾试酱�，二氧化碳的消耗就越快，留在葉片間隙中（外界環(huán)境中）的二氧化碳濃度就越低。