Question

【題目】小麥是我國北方的主要農作物，研究環境條件變化對其產量的影響對農業生產有重要意義。

（1）科研人員測定小麥一晝夜凈光合速率（Pn)的變化，發現小麥與其他植物一樣出現了“午睡”現象。一般認為，午后溫度較高，植物通過蒸騰作用使葉片降溫，同時，植物體也會________葉片氣孔開度來避免過度失水對細胞造成的損傷。這一變化會引起葉肉細胞間的___________，使午后小麥光合速率降低。

（2）科研人員測定了同一株小麥兩種不同向光角度的葉片（接收直射光照面積不同）午后部分指標， 結果如下表。

	凈光合速率（Pn)	葉片溫度(Tl)	胞間CO2濃度（Ci）
直立葉	12.9	37.5	250
平展葉	8.8	37.7	264

對相關數據進行直立葉和平展葉葉片溫度無明顯差異，說明二者的氣開度_______，但平展葉凈光合速率卻________，此時胞間CO2濃度______，說明氣孔開閉引起的胞間CO2濃度不足不是造成“午睡”現象的唯一因素。

（3）科研人員推測，午間強光照可能會導致由色素和蛋白質組成的光系統Ⅱ發生損傷，導致_____速率下降，進而抑制葉片的光合作用。D1是對光系統Ⅱ活性起調節作用的關鍵蛋白，科研人員使用蛋白質凝膠電泳技術檢測不同光照條件下的D1含量，結果如圖1所示，分析可知______，從而在一定程度上導致“午睡”現象。

（4）水楊酸（SA)是一種與植物抗熱性有關的植物激素，科研人員用適宜濃度的SA噴灑小麥葉片后，測定兩種光照條件下的D1蛋白含量，結果如圖2所示，可推測，SA對小麥午間光合作用的影響及機制是：______。

（5）綜合上述研究，請提出農業生產中減少“午睡”現象提高小麥產量的合理措施：_________。

Answer 1

【答案】 降低 CO2不足 基本相同 明顯低于直立葉 平展葉高于直立葉 光反應 午間較強光照使細胞中D1蛋白的含量降低，導致光系統Ⅱ活性降低 SA能減弱較強光照造成的D1蛋白含量及光系統Ⅱ活性降低程度，緩解小麥的“午睡” 現象 在中午光照達到最大強度之前向小麥嘖灑適宜濃度的水楊酸 培育高光強下D1基因表達量高的小麥品種 培育高光強下水楊酸合成量增加的小麥品種

【解析】

植物蒸騰作用旺盛會導致葉片氣孔開度下降，氣孔開度下降又引起細胞吸收的CO2減少，導致葉肉細胞間的CO2不足，使午后小麥光合速率降低。根據表格中數據顯示，直立葉和平展葉葉片溫度無明顯差異，直立葉凈光合速率大于平展葉的凈光合速率，但直立葉胞間CO2濃度小于平展葉的胞間CO2濃度；圖1顯示，較強光照會導致D1蛋白含量下降，圖2說明噴灑適宜濃度的SA會減弱較強光照造成的D1蛋白含量降低，對小麥的“午睡” 現象起到緩解作用，據此，若要減少“午睡”現象提高小麥產量，從外源因素考慮，可噴灑適宜濃度的水楊酸，從分子水平考慮，可通過提高D1蛋白的含量來實現，據此作答。

（1）午后溫度較高，植物蒸騰作用旺盛，植物會降低葉片氣孔開度來避免過度失水，這會導致葉肉細胞間的CO2不足，使午后小麥光合速率降低。

（2）據圖所示，直立葉和平展葉葉片溫度無明顯差異，因此二者的氣孔開度基本相同，但平展葉凈光合速率明顯低于直立葉，而胞間CO2濃度是平展葉高于直立葉，說明氣孔開閉引起的胞間CO2濃度不足不是造成“午睡”現象的唯一因素。

（3）強光照引起光系統Ⅱ發生損傷，會導致光反應的速率下降；圖1中數據顯示，強光照會導致D1含量下降，因此“午睡”原因可能是午間較強光照使細胞中D1蛋白的含量降低，從而導致光系統Ⅱ活性降低。

（4）根據圖2中D1蛋白含量所示，可推測經SA處理后，能減弱較強光照造成的D1蛋白含量及光系統Ⅱ活性降低程度，緩解小麥的“午睡” 現象。

（5）根據以上所述，減少“午睡”現象提高小麥產量的措施有：在中午光照達到最大強度之前向小麥嘖灑適宜濃度的水楊酸；培育高光強下D1基因表達量高的小麥品種；培育高光強下水楊酸合成量增加的小麥品種。