Question

【題目】科研工作者利用位于江蘇省揚州市江都區小紀鎮良種場作為實驗平臺研究高二氧化碳濃度、高溫對水稻光合日變化特征的影響，設置了環境CO2和環境溫度(ACAT)、環境CO2和高溫度(ACET)、高CO2和環境溫度(ECAT)、高CO2和高溫度(ECET)等4個處理，從9：00到17：00每隔1h測定了某晴天水稻的光合作用。圖為4種不同方式處理水稻后的凈光合作用速率(Pn)變化圖，請據圖回答下列問題：

(1)從圖中可看出，___________升高，顯著增加了水稻凈光合速率(Pn)，而___________升高呈相反趨勢。

(2)從圖中可看出，Pn在___________(時間)兩個峰值間出現了明顯的下降，產生了光合“午休”。另一個科研小組利用本平臺進行研究，每隔2小時記錄一次，并未發現水稻的該現象，可能的原因是___________。對于葉片光合“午休”的機理存在不同的觀點，有學者研究認為，自然條件下晴天中午過飽和光強抑制及___________的增強，是植物光合作用效率降低的主要原因。也有學者研究發現，中午強光高溫影響___________過程，進而影響到ATP和___________的產生。但也有研究認為，“午休”的發生與維持主要是由___________(結構)限制引起的，與胞間CO2的濃度密切相關。

Answer 1

【答案】CO2濃度溫度 12：00-14：00 測定間隔時間 較長，無法觀察到光午休現象 呼吸作用 光反應 NADPH 氣孔

【解析】

據圖分析可知，該實驗的自變量是溫度和二氧化碳濃度，因變量是凈光合速率，其中ACAT組為環境CO2和環境溫度，為空白對照組，其余三組為實驗組；與對照組相比，ACET組（環境CO2和高溫度）的凈光合速率最低，ECAT組（高CO2和環境溫度）、ECET組（高CO2和高溫度）的凈光合速率都高于對照組，其中ECAT組凈光合速率最高，說明高二氧化碳濃度、環境溫度對光合作用是最有利的。

（1）根據以上分析可知，隨著二氧化碳濃度的增加，凈光合速率明顯增加，而隨著環境溫度的增加，凈光合速率反而降低。

（2）圖中顯示，在中午12：00-14：00之間，兩個峰值間出現了明細的下降，產生了光合“午休”現象；二氧化碳是光合作用暗反應的原料，因此午休現象可能是細胞氣孔關閉，導致胞間CO2濃度的變化使得暗反應過程受阻。每隔2小時記錄一次，并未發現水稻的該現象，可能的原因是測定間隔時間較長，無法觀察到光午休現象。葉片光合“午休”的機理可能是：自然條件下晴天中午過飽和光強抑制及呼吸作用的增強，是植物光合作用效率降低的主要原因；也可能是中午強光高溫影響了光反應過程，進而影響到ATP和NADPH的產生；也有研究認為，“午休”的發生與維持主要是由氣孔限制引起的，與胞間CO2的濃度密切相關。