Question

【題目】為探究大氣CO2濃度上升及紫外線（UV）輻射強度增加對農業生產的影響，研究人員人工模擬一定量的UV輻射和加倍的CO2濃度處理番茄幼苗，直至果實成熟，測定了番茄株高及光合作用相關生理指標，結果見下表。請分析回答：

分組及實驗處理		株高（cm）			葉綠素含量（）			光合速率（）
		15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	對照（自然條件）	21.5	35.2	54.5	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV照射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	CO2濃度倍增	21.9	38.3	61.2	1.95	2.4	2.45	14.28
D	UV照射和CO2濃度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	1.95	2.25	8.96

（1）光合作用中，CO2在________中與C5（RuBP）結合，在RuBP羧化酶的作用下生成C3，C3被______還原成(CH2O)。這樣光能就轉化為糖分子中的_________。

（2）據表分析，C組光合速率明顯高于對照組，其原因一方面是由于__________，加快了暗反應的速率；另一方面是由于__________含量增加，使光反應速率也加快。D組光合速率與對照組相比_________，說明CO2濃度倍增對光合作用的影響可以_________UV輻射增強對光合作用的影響。

（3）研究發現，綠色植物中RuBP羧化酶（Rubisco）具有雙重活性，如圖所示：

據圖分析可知，Rubisco還可以催化_______與C5反應，形成的________進入線粒體，并釋放出_________，此過程稱之為光呼吸。一般情況下，C5化合物1/3以上要消耗在光呼吸上，據此推測，CO2濃度倍增可以使光合產物增加的原因是_____________________________。

Answer 1

【答案】葉綠體基質 NADPH（或[H]）穩定化學能CO2濃度倍增葉綠素無顯著差異降低（抵消）O2C2CO2高濃度CO2可減少Rubisco與O2結合，減少光呼吸

【解析】

分析表格中數據，AB對照：變量是否UV照射，經過UV照射后，株高變矮、葉綠素含量降低，光合作用強度下降；AC對照：變量是二氧化碳濃度高低，增大二氧化碳濃度下，株高長高，葉綠素含量增加，光合作用強度增強；BD對照：變量是二氧化碳濃度高低，增大二氧化碳濃度下，株高長高，葉綠素含量增加，光合作用強度增強；CD對照：變量是否UV照射，經過UV照射后，株高變矮、葉綠素含量降低，光合作用強度下降。

（1）光合作用中，CO2在葉綠體基質中與C5（RuBP）結合，形成的C3被NADPH（或[H]）還原成(CH2O)．這樣光能就轉化為糖分子中穩定的化學能。

（2）據表分析，C組光合速率明顯高于對照組，其原因一方面是由于CO2濃度倍增，加快了暗反應的速率；另一方面是由于葉綠素含量增加，使光反應速率也加快。D組光合速率與對照相比無顯著差異，說明CO2濃度倍增對光合作用的影響可以抵消UV輻射增強對光合作用的影響．說明CO2濃度倍增對光合作用的影響可以降低UV輻射增強對光合作用的影響。

（3）據圖結分析可知，在葉綠體中，在RuBP羧化酶催化下C5與氧氣的反應生成二碳化合物（C2）進入線粒體，進而被氧化為二氧化碳。一般情況下，光合產物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，據此推測，CO2濃度倍增可以使光合產物的積累增加，原因是高濃度CO2可減少光呼吸。