Question

【題目】蒙古沙冬青是我國北方荒漠地區(qū)特有的常綠闊葉灌木。某小組研究了不同季節(jié)蒙古沙冬青葉片凈光合速率日變化特征，結(jié)果如圖所示，回答下列問題：

（1）測定葉片凈光合速率時隨機選取冠頂葉齡相近的成熟葉，每棵沙冬青至少2片葉，每片葉至少重復測量3次，其目的是_____________________________________。

（2）在冬季（1月）10：00時，蒙古沙冬青葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有________________（填序號）；12：00時，Pn=0，此時沙冬青葉肉細胞的光合速率_______（填>、=或<）呼吸速率。

①細胞質(zhì)基質(zhì) ②線粒體

③葉綠體類囊體薄膜 ④葉綠體基質(zhì)

（3）在3月、5月、7月，蒙古沙冬青葉片的凈光合速率日變化特征均表現(xiàn)為“雙峰型”，與其“雙峰”之間的最低點相比，第一個波峰C3和C5的含量分別為____________、______________。（填高或低）

（4）引起蒙古沙冬青葉片凈光合速率降低的生理因素可分為氣孔限制因素和非氣孔限制因素。在午間的低濕環(huán)境下，植物會關閉氣孔使______________，進而導致植物Pn___________，即光合作用的氣孔限制。試推測午間光合作用的非氣孔限制因素有__________________________________________。

Answer 1

【答案】減小實驗誤差，保證實驗結(jié)果的準確性 ①②③ > 高 低 CO2吸收量減少 下降 與光合作用有關酶的活性下降

【解析】

影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強度、溫度和二氧化碳濃度等。據(jù)圖分析，在3月、5月、7月，蒙古沙冬青葉片的凈光合速率日變化特征均表現(xiàn)出了“光合午休”現(xiàn)象，即由于外界環(huán)境溫度過高，使氣孔導度變小，CO2吸收減少，直接抑制了光合作用暗反應中CO2的固定過程；或者可能與光合作用有關酶的活性下降有關。

（1）在測定葉片凈光合作用時，每棵沙冬青至少2片葉，每片葉至少重復測量3次，這樣做是為了減小實驗誤差，保證實驗結(jié)果的準確性。

（2）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，在冬季（1月）10∶00時，葉肉細胞中同時存在光合作用和呼吸作用兩種生命活動，所以此時葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所有：細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體類囊體薄膜；12∶00時，雖然整個葉片Pn=0，但由于葉片中并非所有的細胞均進行光合作用，而所有細胞均需進行細胞呼吸，所以此時葉肉細胞內(nèi)光合速率大于呼吸速率。

（3）圖中12∶00左右葉片凈光合速率下降，稱為“午休”現(xiàn)象。這主要是由于外界環(huán)境溫度過高，使氣孔導度變小，CO2吸收減少，直接抑制了光合作用暗反應中CO2的固定過程；在最低點時，由于CO2濃度低，CO2固定減弱，而C3還原仍在進行，因此導致葉肉細胞葉綠體中C3的相對含量低和C5的相對含量高，因此第一個波峰C3和C5的相對含量分別較高和較低。

（4）在午間的低濕環(huán)境下，植物會關閉氣孔使CO2吸收量減少，直接抑制了光合作用暗反應中CO2的固定過程，使光合速率下降進而導致Pn下降，即光合作用的氣孔限制；午間限制光合作用的非氣孔因素還可能與光合作用有關酶的活性下降有關。