Question

【題目】下圖1表示光合作用的兩個階段；圖2表示研究人員探究不同CO2濃度和降水量對華北地區玉米凈光合速率影響的實驗結果，其中設計的三組實驗數據分別為：

①C390+W0組：390μmol/mol的大氣CO2和自然降水量；

②C550+W0組：550μmol/mol的大氣CO2和自然降水量；

③C390+W15組：390μmol/mol的大氣CO2和降水量增加15%。

其中C390為標準的大氣CO2濃度，P點位于C390+W0組曲線上，且此時的光照強度為600LX。

(1)圖1中，階段1發生在_________(結構)，該結構上的色素具有的主要功能是___________。若突然停止光照，圖1中X的含量________(填“升高”不變”或“降低”)。

(2)圖2的實驗設計中，C390+W0組起________作用；P點時，僅增加15%的降水量對玉米凈光合速率的提升作用比僅升高CO2濃度到550μmol/mol的提升作用效果____________。

(3)C390+W15組實驗的結果說明，適當增加降水量可提高玉米的凈光合速率，可能的原因是_______________________________________________________________________。

(4)上述實驗___________(填“能”或“不能”)證明大氣CO2濃度升高至550μmol/mol和降水量增加15%這兩種因素的共同作用將更大程度地提高玉米的凈光合速率。若能，請說明理由；若不能，請寫出實驗組設計方法，___________________________________________。

Answer 1

【答案】類囊體薄膜 吸收和轉化光能 升高 對照 明顯 適當增加降水量可提高氣孔的開放度，增加玉米對CO2的攝入量，從而促進光合作用 不能 增設“C550+W15”的實驗組

【解析】

據圖圖1表示光合作用的過程，其中X是三碳化合物，階段1是光反應階段，階段2是暗反應階段。圖2三條曲線表明適當增加降水可提高氣孔的開放度，增加玉米CO2的攝入量，進而提高凈光合速率，僅升高CO2濃度對凈光合速率的促進作用沒有增加降水量對玉米凈光合速率的提升明顯。據此分析作答。

（1）圖1中階段1表示光反應階段，反應場所是葉綠體的類囊體薄膜，其上的葉綠素a具有吸收、傳遞和轉化光能的作用，物質X表示三碳化合物，若突然停止光照，光反應立即停止，ATP和[H]不再生成，三碳化合物會由于[H]和ATP的減少而還原受阻，而短時間內二氧化碳固定生成三碳化合物的速率不變，所以三碳化合物的含量增加。
（2）C390+W0組的處理條件為：390μmol/mol的大氣CO2和自然降水量，所以該組為對照組。由圖可知，不同處理條件下P點時凈光合速率：C390+W15組＞C550+W0組＞C390+W0組，所以僅增加15%的降水量對玉米凈光合速率的提升作用比僅升高CO2濃度到550μmol/mol的提升作用效果明顯。

（3）干旱條件下植物為了減少蒸騰作用散失水分，會出現氣孔關閉，而適當增加降水量可提高氣孔的開放度，增加玉米對CO2的攝入量，從而促進光合作用。

（4）據圖2顯示這兩種因素單獨作用都在一定的光照強度下能提高凈光合速率，所以，它們單獨作用都能促進玉米有機物的積累，從而促進產量的提高。據此可以預估兩個因素共同作用可以更好地提高玉米產量。但是僅根據上述實驗結果還不能做出判斷，還缺乏數據支持，應增設“C550+W15”（即CO2濃度為550μmol/mol和降水增加15%）的組，進行實驗，再對結果作分析和判斷。