Question

【題目】研究人員通過改變遮光率來探究不同光照強度對大棚內某植物光合作用的影響，實驗結果如下圖所示(實驗期間分別于11時和14時打開和關閉通風口)。假設該植物的呼吸速率保持不變，回答下列問題：

(1)圖中8時，遮光90%組植物所需CO2的來源是________。若18小時之后，大棚內CO2濃度增加，原因是____。

(2)10時到11時，遮光70%組凈光合速率下降的主要原因是________________。12時到15時，自然光照組的凈光合速率明顯下降，原因可能是________________________。

(3)經測定，完全遮光條件下該植物的CO2釋放速率為2 μmol·m－2·s－1，則9時自然光照組該植物的CO2固定速率為______。

(4)圖中8時，若突然除去遮光90%組的遮光物，則短時間內該植物葉肉細胞中C3的含量會減少，其原因是_______________________________。

Answer 1

【答案】線粒體和外界環境 大棚內植物呼吸作用釋放CO2的速率大于光合作用吸收CO2的速率 CO2濃度過低(或CO2供應不足) 大棚內溫度升高，引起氣孔部分關閉，CO2吸收量減少，導致光合作用的暗反應過程受阻 12 μmol·m－2·s－1 光照增強，植物光反應產生的[H]和ATP增多，C3的還原速率增大，而短時間內C3的生成速率不變

【解析】

影響光合作用的環境因素主要有光照強度、溫度和二氧化碳濃度等。據此結合題圖分析：該實驗的自變量為光照強度、二氧化碳濃度，通過遮光程度來設置不同的光照環境，因變量是凈光合速率。

（1）根據圖形：遮光90%的組在8時，凈光合速率大于0，說明光合作用大于呼吸作用，所需二氧化碳來自于自身有氧呼吸在線粒體基質中產生以及外界環境供給，大棚內植物呼吸作用釋放CO2的速率大于光合作用吸收CO2的速率，大鵬內CO2濃度才會增加。

（2）據圖分析，圖中10時到11時二氧化碳的濃度急劇下降接近于0，此時光照和溫度不是限制光合作用的因素，而二氧化碳濃度成為限制各組光合速率的主要因素。各組光合速率下降是因為分別于12時、13時、14時，因為大棚內溫度升高，引起氣孔關閉（氣孔導度下降），CO2吸收量減少，導致光合作用的暗反應過程受阻。

（3）完全遮光條件下該植物的CO2釋放速率為2 μmol·m－2·s－1，為呼吸速率，從圖形可知9時完全遮光組凈光合速率為10μmol·m－2·s－1，植物的CO2固定速率為凈光合速率+呼吸速率=12μmol·m－2·s－1。

（4）若突然除去遮光90%組的遮光物，光照增強，光反應產生的[H]和ATP增加，C3的還原增加，而短時間內C3的生成速率不變，細胞中C3的含量減少。