Question

【題目】在農業生產中，高溫會導致作物產量下降，甚至死亡。下面是關于不同程度高溫對黃瓜幼苗光合速率的影響及相關機制的研究。回答下列問題。

(1)由圖1可知，隨著溫度升高和高溫持續時間延長，黃瓜葉片凈光合速率下降，推測可能的原因有_______、_______。

(2)欲探究高溫造成的損傷是否可恢復，研究人員又進行了如下實驗：將各組植株幼苗在中度高溫、極端高溫條件下分別處理1、3、5、7、9、11天，再轉入正常溫度條件下恢復生長,5 d后測定其凈光合速率，得到圖2所示結果。分析圖2可得出結論：中度高溫_______天內對作物造成的損傷可完全恢復，極端高溫_______天內對作物造成的損傷可完全恢復。

(3)研究人員發現高溫還能誘導細胞產生自由基從而影響到膜的穩定性，同時發現熱激蛋白（HSP)是機體受到高溫傷害時，合成量迅速增加的一類應激蛋白。據此分析：

①一方面HSP可以幫助變性的蛋白質恢復_______進而恢復功能，或者促進變性的蛋白質降解；另一方面，一些HSP與膜脂結合，限制了膜脂分子的運動，降低膜的_______性，以穩固膜的結構。

②進一步研究發現，高溫熱害初期可通過外施一定濃度的Ca2+來緩解高溫熱害對作物減產的影響，可能的原因是Ca2+通過_______來維持膜結構和功能的穩定性。

Answer 1

【答案】高溫影響酶的活性 氣孔關閉影響CO2吸收 7 3 空間結構 流動 減少自由基的產生與積累

【解析】

分析圖1：該實驗中，實驗的自變量為溫度、時間，因變量為葉片凈光合速率。根據柱形圖可以看出，溫度越高，隨著時間的推移，葉片凈光合速率越小。
分析曲線2可知，中度高溫對作物造成的損傷在7d內可恢復，極端高溫對作物造成的損傷在3d內可恢復。

（1）由于高溫可破壞酶結構，從而影響酶的活性，而氣孔關閉可影響CO2吸收，因此隨著溫度升高和高溫持續時間延長，黃瓜葉片凈光合速率下降。

（2）分析圖2可知：中度高溫7天內作物的凈光合速率幾乎不變，而7天后的凈光合速率降低，所以中度高溫7天內對作物造成的損傷可完全恢復，同理可知，極端高溫3天內對作物造成的損傷可完全恢復。

（3）①蛋白質酶空間結構遭到破壞，其功能會喪失。HSP可以幫助變性的蛋白質恢復空間結構進而恢復功能，或者促進變性的蛋白質降解；另一方面，一些HSP與膜脂結合，限制了膜脂分子的運動，降低膜的流動性，以穩固膜的結構，由此可見，HSP可以緩解高溫脅迫對植物造成的傷害。

②Ca2+通過減少自由基的產生與積累來維持膜結構和功能的穩定性，所以高溫熱害初期可通過外施一定濃度的Ca2+來緩解高溫熱害對作物減產的影響。