Question

【題目】下圖是某植物在某光照強度和適宜溫度下，光合作用增長速率隨CO2濃度變化的情況。為了研究植物晝夜節律對光合作用的影響，科學家選取生長狀態相同的某植物進行了下表中的四組實驗，每組白天光照10h，夜間總時長14h，其它條件都適宜，連續處理25天，測定各組氣孔大小和葉綠素含量，結果如下表。

組別	夜間處理方法	氣孔大小（μm2）	葉綠素含量/（mg·g-1）
A	處理X	389	3．34
B	每隔3h紅光光照5min	344	2．44
C	每隔2h紅光光照5min	297	2．40
D	每隔1h紅光光照5min	286	2．20

（1）上午中_____________點光合作用速率達到最大，限制D點光合作用速率的主要環境因素是__________。B點時，葉肉細胞中ATP的合成場所有_____________。想要使葉綠體內C3的含量快速下降，可以改變的環境條件是_____________。

（2）表所示實驗中，為了使實驗具有說服力，設置了A組，A組的“處理X”應為_____________。隨著夜間紅光打斷處理的頻率增加，預測植物光合作用強度的變化趨勢_____________，理由是_____________。

（3）若給該植物澆H2180一段時間后，周圍空氣中_____________（備選：“O2”、“CO2”、“H218O”）可能含有18O。

Answer 1

【答案】D 光照強度 葉綠體、細胞質基質、線粒體 減少CO2濃度或增強光照等 持續黑暗處理（不作紅光處理） 逐漸降低 葉綠素含量降低，光反應減弱；氣孔縮小，吸收CO2速率降低，暗反應減弱，光合作用強度降低 O2、CO2、H218O

【解析】

依據題意，坐標圖中是植物在某光照強度和適宜溫度下，隨CO2濃度的增大，光合作用的增長速率先增大后減小，最后增長速率為0，也就意味著光合作用的速率已經不再增大，即達到最大光合速率，此時限制光合作用的主要環境因素應該是“某光照”未達到植物的光飽和的光照強度。

表格中，自變量是夜間處理的方法，A組作為對照組，是不做任何處理的，即持續黑暗。B、C、D三個實驗組是間隔不同時長用紅光打斷黑暗。因變量是檢測氣孔大小和葉綠素含量，分析這種紅光打斷對植物光合作用將會造成的影響。

（1） 據分析，光合作用速率達到最大應為合作用的增大速率為0的點，此時限制D點光合作用速率的主要環境因素是“光照強度”。B點時，葉肉細胞既有光合作用也有呼吸作用，所以細胞中ATP的合成場所有葉綠體、細胞質基質、線粒體。想要使葉綠體內C3的含量快速下降，可以通過減少CO2濃度使CO2的固定減少，生成C3減少，或增強光照使C3的還原加快，消耗快。

（2）A組是對照組，應為持續黑暗處理（不用紅光打斷黑暗）。隨著夜間紅光打斷處理的頻率增加，檢測發現植物的氣孔大小和葉綠素含量都降低，氣孔減小會導致CO2吸收量減少，而葉綠素含量降低會減少對光能的吸收和轉化，因此預測植物光合作用強度會逐漸降低。

（3）若給該植物澆H218O一段時間后，植物通過蒸騰作用，周圍的水蒸氣（H218O）里會有18O，植物通過光合作用，光反應分解水，周圍的O2里也會有18O，植物的有氧呼吸第二階段，也需要水的參與釋放出CO2，因此空氣中O2、CO2、H218O都可能含有18O。，