Question

【題目】生產實踐中需注意控制環境溫度，避免低溫和高溫對光合作用的不利影響，創造植物生長發育的最適溫度環境，達到穩產高產。黃瓜植株光合作用、呼吸作用與溫度的關系如圖。回答下列問題:

（1）適合黃瓜植株生長的最適溫度是____________。該溫度_____________（填“是”“不是”或“不一定是”）黃瓜植株光合作用的最適溫度。

（2）在低于10℃條件下，黃瓜植株的光合速率明顯下降，可能的原因是（______）

A.葉綠體中類囊體薄膜結構受損，H2O的光解速率下降

B.暗反應所需酶的活性降低，CO2的固定和C3的還原受阻

C.低溫抑制根毛細胞通過主動運輸吸收水分，造成葉片水分虧缺和氣孔關閉

D.光合產物運輸速率降低，在葉綠體基質中積累會抑制暗反應

E.植物吸收更多光能以抵御寒冷，導致光反應可利用的光能減少

（3）通過“溫度對光合作用和呼吸作用的影響曲線”分析，指導菜農在溫室栽培中可以通過___________________________措施來使黃瓜達到增產的效果。

（4）科研工作者在指導菜農進行大棚種植時，給出上圖對菜農進行科普講座，在其他條件適宜情況下，請你幫助菜農設計實驗驗證適合黃瓜植株生長發育的最適溫度，請簡要寫出實驗思路和預期結果。

實驗思路：__________________________________。

預期結果：___________________________________。

Answer 1

【答案】25℃ 不是 ABD 白天適當升溫，晚上適當降溫以保持較高的晝夜溫差 實驗思路：取生長狀況相同的黃瓜植株若干，平均分成若干組（5～6組），編號1至6號，分別置于20℃～30℃范圍內的一系列溫度梯度下培養，測量不同溫度下的CO2吸收量，根據測量結果判斷最適溫度 預期結果：測得CO2吸收量最高值對應的溫度是25℃

【解析】

據圖分析，黃瓜植株凈光合作用最大時的溫度為25℃，此時單位時間內積累的有機物最多；黃瓜植株總光合速率最大時對應的溫度約為30℃，呼吸速率最大時的溫度約為50℃，據此分析。

（1）據圖可知，黃瓜植株在25℃時凈光合速率最大，故黃瓜植株生長的最適溫度是25℃。該溫度不是黃瓜植株光合作用的最適溫度，光合作用的最適溫度為30℃。

（2）A、在低于10℃條件下，低溫很可能導致葉綠體中類囊體薄膜結構受損，導致光反應受到影響，H2O的光解速率下降，A正確；

B、低溫影響酶活性，暗反應所需酶的活性降低，CO2的固定和C3的還原受阻，導致光合速率下降，B正確；

C、根毛細胞吸收水分是自由擴散，C錯誤；

D、低溫條件下，光合產物運輸速率降低，積累在葉綠體基質中，反過來會抑制暗反應的進行，D正確；

E、植物吸收光能用于光合作用，利用呼吸產生的能量抵御寒冷，E錯誤；

故黃瓜植株的光合速率明顯下降可能的原因是ABD。

（3） 據圖可知，光合作用或呼吸作用的強度在一定范圍內，隨溫度升高而增大，但是當溫度增大到一定程度，光合作用或呼吸作用的強度反而會減弱；故在一定的溫度范圍內，提高溫度能增大光合作用和呼吸作用的強度，因此，菜農在溫室栽培時，可以通過白天適當升溫來增強光合作用，晚上適當降溫以降低呼吸作用，以此來保持較高的晝夜溫差措施來使黃瓜達到增產的效果。

（4）據題圖可知，黃瓜植株生長的最適溫度是25℃，若要驗證適合黃瓜植株生長發育的最適溫度，則需要設置一系列溫度梯度，檢測凈光合作用的大小，即不同溫度下的CO2吸收量；故實驗設計如下：

實驗思路：取生長狀況相同的黃瓜植株若干，平均分成若干組（5～6組），編號1至6號，分別置于20℃～30℃范圍內的一系列溫度梯度下培養，測量不同溫度下的CO2吸收量，根據測量結果判斷最適溫度

預期結果：測得CO2吸收量最高值對應的溫度是25℃