Question

【題目】研究工作者對某種農(nóng)作物的黃化突變體與正常植株進行了實驗研究，在一定的光照強度和適宜的溫度條件下，黃化突變體與正常植株的凈光合速率隨環(huán)境CO2濃度（μmol CO2·m－2·s－1）變化趨勢如下圖所示。請分析并回答下列問題：

材料	葉綠素a/b	類胡蘿卜素/葉綠素	細胞間CO2濃度
突變體	9．30	0．32	239．07
正常植株	6．94	0．28	210．86

（1）若縱坐標表示氧氣釋放相對速率，環(huán)境CO2濃度為c時，正常植株對光能利用率是黃花突變體植株的____________倍。當CO2濃度大于c時，限制正常植物光合作用的外界因素主要是___________________________________________。

（2）若將兩種植株植物幼苗在上述條件下置于同一密閉的容器中，一段時間內(nèi)，生長首先受影響的是_________，之后該密閉容器中CO2濃度的變化趨勢是____________。

（3）空氣中CO2濃度較低時，植物的光合作用一般達不到最大光合速率。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常把地塊作成幾個畦（指用土埂、溝或走道分隔成的作物種植小區(qū)），某地區(qū)夏季多為南風，作畦的走向應為南北走向，可以提高作物產(chǎn)量，其依據(jù)是____________。

（4）當空氣中CO2濃度為b點時，測得其他數(shù)據(jù)如上表，分析可知該植物的黃化突變可能__________（填“促進”或“抑制”）葉綠素a向葉綠素b轉(zhuǎn)化的過程，研究人員認為此時氣孔因素不是導致突變體光合速率降低的限制因素，依據(jù)是________________。

（5）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上合理密植可提高光能、土壤中無機鹽等資源的利用率，但是種植過密也可能造成減產(chǎn)。種植過密后，正常植株底層葉片有時也會發(fā)黃，其原因是__________。

Answer 1

【答案】5/3 光照強度 正常植株 降低至一定水平 作畦的走向與風向一致，有利于空氣流通，提高植株間的CO2濃度，增加光合速率 抑制 突變體葉片中的細胞間CO2濃度高 光照不足，無機鹽缺乏，造成葉綠素合成速率小于分解速率

【解析】

根據(jù)表格分析，與正常植株相比，黃化突變體的葉綠素a與葉綠素b的比值升高，類胡蘿卜素與葉綠素的比值升高，細胞間CO2濃度也升高了，說明黃化突變體的光合速率比正常植株低。根據(jù)圖形分析，該實驗的自變量是農(nóng)作物的種類和二氧化碳濃度，因變量是凈光合速率，圖中曲線顯示兩種植株的呼吸速率和二氧化碳補償點相同，但是乙的二氧化碳飽和點比甲低，說明甲是正常植株的凈光合速率曲線，乙是黃化突變體植株的凈光合速率曲線。

（1）已知甲是正常植株的凈光合速率曲線，乙是黃化突變體植株的凈光合速率曲線，當CO2濃度為c時，正常植株與黃化突變體植株的呼吸速率均為1，正常植株的凈光合速率為4，總光合速率=呼吸速率+凈光合速率=1+4=5，此時黃化突變體植株的凈光合速率2，總光合速率=1+2=3，所以正常植株對光能利用率是黃花突變體植株的5/3倍；當CO2濃度大于c時，正常植株已經(jīng)達到二氧化碳飽和點，且該實驗是在最適溫度下進行的，故限制正常植物光合作用的外界因素主要是光照強度。

（2）將兩種植株植物幼苗在上述條件下置于同一密閉的容器中，由于二氧化碳含量一定，正常植株光合作用達到最大值需要較高的二氧化碳濃度，故一段時間內(nèi)，生長首先受影響的是正常植株；隨后該密閉容器中CO2濃度的變化趨勢是降低至一定水平，當植物的光合作用和呼吸作用達到相對平衡的狀態(tài)時，二氧化碳的濃度不再變化。

（3）根據(jù)題意分析可知，影響大田中植物的光合作用的因素主要是光照強度、溫度和二氧化碳濃度，當作畦的走向與風向一致時，有利于空氣流通，提高植株間的CO2濃度，增加光合速率，進而提高作物產(chǎn)量。

（4）空氣中CO2濃度為b點時，突變體植株葉綠素a/b增大，其原因可能是黃化突變抑制了葉綠素a向葉綠素b轉(zhuǎn)化；表格中此時突變體葉片中的細胞間CO2濃度高，二氧化碳供應充足，故氣孔因素不是導致突變體光合速率降低的限制因素。

（5）農(nóng)作物種植過密后，正常植株底層葉片光照不足、無機鹽缺乏、造成葉綠素合成速率小于分解速率，所以葉片也會發(fā)黃。