Question

【題目】為研究CO2濃度對香糯水稻凈光合速率和氣孔導(dǎo)度的影響，研究人員分別在晴天和陰天測定了香糯水稻在大氣CO2濃度和高CO2濃度下的凈光合速率和氣孔導(dǎo)度（注：氣孔導(dǎo)度是指氣孔張開的程度），結(jié)果如下圖所示。請回答下列問題：

（1）在晴天、大氣CO2濃度下，香糯水稻葉肉細(xì)胞中H2O作為原料參與的生理過程主要發(fā)生在_________（填細(xì)胞器的具體部位）。

（2）分析圖1可知，晴天時(shí)高CO2濃度組和大氣CO2濃度組的凈光合速率差值較大，而陰天時(shí)這種差值明顯縮小，從光合作用過程的角度分析原因是_________。

（3）植物綠葉通過氣孔從外界吸收CO2，分析圖1和圖2發(fā)現(xiàn)：無論晴天還是陰天，高CO2濃度組的氣孔導(dǎo)度均小于大氣CO2濃度組，而高CO2濃度組的凈光合速率均大于大氣CO2濃度組（假設(shè)所有組別香糯水稻的呼吸速率相同），出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是__________________。

（4）某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?yōu)樘骄俊案?/span>CO2濃度是否也會使香糯水稻的呼吸速率增大”，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

①將若干生理狀況相同的香糯水稻隨機(jī)均等分成甲、乙兩組；

②甲組置于大氣CO2濃度下，乙組置于高CO2濃度下，兩組均置于_________環(huán)境，其他條件相同且適宜；

③一段時(shí)間后，測定_________的吸收量。

④得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：若_________，說明高CO2濃度不會使水稻呼吸速率增大；否則，則說明高CO2濃度會使水稻呼吸速率增大。

Answer 1

【答案】線粒體基質(zhì)和葉綠休類囊體薄膜 陰天時(shí)光照強(qiáng)度不足，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP較少，還原的CO2少，多余的CO2沒有被暗反應(yīng)利用 與大氣CO2濃度組相比，高CO2濃度組細(xì)胞內(nèi)外CO2的濃度差較大，向細(xì)胞擴(kuò)散的速率較快，因此無需較大的氣孔導(dǎo)度即可滿足植物對CO2的需求 黑暗（或無光） O2 甲組水稻吸收O2的量大于（或等于）乙組

【解析】

分析圖1可知，無論是晴天還是陰天，高CO2濃度組的凈光合速率均高于大氣CO2濃度組。分析圖2可知，無論是晴天還是陰天，高CO2濃度組的氣孔開度均小于大氣CO2濃度組。

（1）在晴天、大氣CO2濃度下，香糯水稻葉肉細(xì)胞中H2O作為原料參與的生理過程主要為有氧呼吸第二階段和光合作用光反應(yīng)，分別發(fā)生在線粒體基質(zhì)和葉綠體類囊體薄膜上。

（2）由于陰天時(shí)光照強(qiáng)度不足，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP較少，還原的CO2少，多余的CO2沒有被暗反應(yīng)，所以晴天時(shí)高CO2濃度組和大氣CO2濃度組的凈光合速率差值較大，而陰天時(shí)這種差值明顯縮小。

（3）植物綠葉通過氣孔從外界吸收CO2，其擴(kuò)散的速率與濃度差有關(guān)。分析圖1和圖2發(fā)現(xiàn)：無論晴天還是陰天，高CO2濃度組的氣孔導(dǎo)度均小于大氣CO2濃度組，而高CO2濃度組的凈光合速率均大于大氣CO2濃度組（假設(shè)所有組別香糯水稻的呼吸速率相同），出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：與大氣CO2濃度組相比，高CO2濃度組細(xì)胞內(nèi)外CO2的濃度差較大，向細(xì)胞擴(kuò)散的速率較快，因此無需較大的氣孔導(dǎo)度即可滿足植物對CO2的需求。

（4）本實(shí)驗(yàn)為探究“高CO2濃度是否也會使香糯水稻的呼吸速率增大”，即自變量為CO2濃度的高低，因變量為呼吸速率的大小，由于植物在光下既進(jìn)行光合作用又進(jìn)行呼吸作用，為排除光合作用對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)裝置置于黑暗條件下，即②甲組置于大氣CO2濃度下，乙組置于高CO2濃度下，兩組均置于黑暗環(huán)境，其他條件相同且適宜；

③呼吸速率的大小可用氧氣的吸收量或二氧化碳的釋放量來表示，根據(jù)題意可知，一段時(shí)間后，測定的是氧氣的吸收量。

④高CO2濃度可能會使呼吸速率不變，也可能會使呼吸速率變小，也可能會使呼吸速率變大，所以若甲組水稻吸收O2的量大于（或等于）乙組，說明高CO2濃度不會使水稻呼吸速率增大；否則，則說明高CO2濃度會使水稻呼吸速率增大。