Question

2009 年初，我國北方大旱。在生物興趣小組聚會上，同學(xué)們談?wù)摰搅烁珊蹬c農(nóng)作物的問題，現(xiàn)請你參與討論并作回答。

（1） 農(nóng)作物在缺水初期葉片氣孔會自動關(guān)閉，以減小水分散失，但也會抑制自身光合作用的_______反應(yīng)，造成光合作用減弱。同時還會抑制植物自身對N、P等礦質(zhì)元素的運輸，進(jìn)而影響葉片合成與光合作用有關(guān)的化合物，例如______________________（回答兩種即可）。

（2） 在干旱地區(qū)，用銀灰色的塑料薄膜覆蓋土地，可以有效減少土壤水分的蒸發(fā)。而且，由于塑料薄膜的反光效應(yīng)可增強植株下、中部葉片光合作用的________反應(yīng)，從而提高產(chǎn)量。

（3） 人們發(fā)現(xiàn)一些抗旱植物的原產(chǎn)地主要分布在干旱地區(qū)。從生物進(jìn)化角度看，抗旱類型的形成是__________________的結(jié)果。

（4）抗旱植物具有適應(yīng)干旱環(huán)境的一系列生理特點。例如根系發(fā)達(dá)，并且根毛細(xì)胞液泡中貯存的氨基酸、糖類等代謝產(chǎn)物的濃度__________________。在葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)上也有適應(yīng)千旱的特點。下表4 種植物葉片中，最適應(yīng)干旱環(huán)境的是                    （     ）

葉片	表面積（mm2）	體積（mm3）	表皮厚度（um）
A	292	64	14
B	144	63	24
C	301	62	15
D	593	121	13

Answer 1

（1）暗  色素、酶、ATP等（2）光（3）長期自然選擇（4）高  B（5）潛在（6）北半球中緯度地區(qū)植物多為落葉植物，夏季光合作用較強，CO₂濃度降低；冬季光合作用很弱，CO₂濃度升高；所以北半球中緯度地區(qū)大氣中二氧化碳濃度冬季高于夏季，呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化。

解析:

本題以當(dāng)前的環(huán)境熱點問題為背景，考查環(huán)境因素對光合作用的影響以及植物與環(huán)境的關(guān)系，屬于考綱綜合運用層次。植物在缺水狀態(tài)下會關(guān)閉氣孔以降低蒸騰作用，但同時減少了環(huán)境中CO₂進(jìn)入葉肉細(xì)胞的量，減弱了暗反應(yīng)。各種礦質(zhì)元素必須溶于水中在生物體內(nèi)運輸，植物吸水減少會抑制N、P等礦質(zhì)元素的吸收，影響植物體內(nèi)相關(guān)化合物的合成，光合色素、酶中含含有N元素，ATP中含有N、P元素。由于銀灰色塑料薄膜的反光效應(yīng)可增強植株下、中部光照強度，通過促進(jìn)光反應(yīng)提高光合作用強度，從而提高產(chǎn)量。經(jīng)過長期的自然選擇，現(xiàn)存生物一般適應(yīng)于其所處的環(huán)境，所以干旱地區(qū)的生物一般具有較強的抗干旱能力。這種適應(yīng)能力具有一定的生理機制，表現(xiàn)為根毛細(xì)胞液泡中貯存的氨基酸、糖類等代謝產(chǎn)物的濃度較高，根毛細(xì)胞的吸水能力強；從形態(tài)看，葉片的相對表面積小、表皮較厚，以減弱蒸騰作用。生物適應(yīng)環(huán)境的特性是由基因決定的，理論上只要找到與此相關(guān)的基因便可用于其他生物的改造，這體現(xiàn)了生物多樣性的潛在使用價值。大氣中二氧化碳的濃度取決于光合作用和細(xì)胞呼吸的相對強弱，北半球中緯度地區(qū)多為落葉植物，夏冬兩季光合作用變化很大，因此呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化。