Question

今年山東省部分地區遭遇百年大旱，隨著干旱時間持續，作物葉片開始發黃，光合速率下降，植株生長緩慢，甚至死亡。某研究性學習小組采用盆栽幼苗的方式，探究土壤干旱對葉片光合速率的影響原因。實驗開始時土壤水分充足，然后A組停止澆水，B組土壤水分條件保持適宜，根據實驗測得的數據，繪制坐標曲線如下。請回答有關問題：

（1）在干旱的環境中，農作物的根系不能從土壤中吸水，這是由于              。

（2）在不破壞葉片結構的前提下，測定光合速率所選用的指標可以是單位時間內單位面積葉片的                        。

（3）據甲乙曲線圖，分析植物光合速率下降的原因有：

①干旱初期（2—4天），                       ，此時細胞內C₃化合物的含量           ；

②干旱后期（4—8天），                   ，進而進一步影響暗反應的進行。

（4）研究發現在干旱條件下某種植物激素能夠刺激植物體增加脯氨酸、甜菜堿等物質的含量，這些物質是重要的滲透壓調節物質，有助于細胞保水。該小組推測這種激素可能是脫落酸，并且在一定濃度范圍內隨著脫落酸濃度的增加植物抗旱能力不斷增強。請完善下面實驗設計，以探究上述推測是否正確。

材料用具：生長狀態一致且良好的大豆盆栽幼苗若干株，高濃度的脫落酸溶液，蒸餾水、噴壺等。

①實驗步驟：

第一步：將盆栽幼苗均分為四組，每組多株，編號1、2、3、4（1號為對照組）；

第二步：                                                     ；

第三步：將盆栽幼苗進行        （條件）處理后，                      ；

第四步：在其他條件相同且適宜的條件下培養一段時間后，測量細胞內的           含量及細胞的                   。

②預期結果及結論：

a．若                                            ，則假設成立；

b．若                                            ，則假設不成立；

c．若                                            ，則假設不成立。

Answer 1

（1）土壤溶液濃度（或滲透壓）大于根細胞液濃度（或滲透壓）

（2）氧氣釋放量（或二氧化碳吸收量）

（3）①氣孔關閉導致二氧化碳供應不足    下降

       ②葉片中的葉綠素含量下降，導致光反應產生的[H]、ATP物質減少（或者導致光反應減弱）

（4）①第二步： 配制適宜濃度范圍內的脫落酸溶液A、B、C（1分），且濃度依次增大

（備注：只要體現一定濃度梯度且描述清楚濃度大小次序即可）

       第三步：干旱     向2、3、4組分別噴施適量且等量的A、B、C溶液，第1組噴施等量的蒸餾

第四步：脯氨酸、甜菜堿    滲透壓

②a．1、2、3、4組細胞的脯氨酸、甜菜堿含量依次增多，且細胞的滲透壓依次增大

b．1、2、3、4組細胞的脯氨酸、甜菜堿含量依次減少，且細胞的滲透壓依次減小

c．脯氨酸、甜菜堿的含量以及細胞的滲透壓在四組實驗中沒有明顯差異

（備注：結果結論的預測應與實驗步驟相吻合）