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(qū)玉米凈光合速率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中設(shè)計的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)的大氣CO2濃度，P點(diǎn)位于C390+W0組曲線上，且此時的光照強(qiáng)度為600LX。

(1)圖1中，階段1發(fā)生在_________(結(jié)構(gòu))，該結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)設(shè)計中，C390+W0組起________作用；P點(diǎn)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(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明，適當(dāng)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(shí)驗(yàn)___________(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(shí)驗(yàn)組設(shè)計方法，___________________________________________。

Answer 1

【答案】類囊體薄膜 吸收和轉(zhuǎn)化光能 升高 對照 明顯 適當(dāng)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(jìn)光合作用 不能 增設(shè)“C550+W15”的實(shí)驗(yàn)組

【解析】

據(jù)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(yīng)階段，階段2是暗反應(yīng)階段。圖2三條曲線表明適當(dāng)增加降水可提高氣孔的開放度，增加玉米CO2的攝入量，進(jìn)而提高凈光合速率，僅升高CO2濃度對凈光合速率的促進(jìn)作用沒有增加降水量對玉米凈光合速率的提升明顯。據(jù)此分析作答。

（1）圖1中階段1表示光反應(yīng)階段，反應(yīng)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(zhuǎn)化光能的作用，物質(zhì)X表示三碳化合物，若突然停止光照，光反應(yīng)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(nèi)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?xiàng)l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?xiàng)l件下P點(diǎn)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(xiàn)氣孔關(guān)閉，而適當(dāng)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(jìn)光合作用。

（4）據(jù)圖2顯示這兩種因素單獨(dú)作用都在一定的光照強(qiáng)度下能提高凈光合速率，所以，它們單獨(dú)作用都能促進(jìn)玉米有機(jī)物的積累，從而促進(jìn)產(chǎn)量的提高。據(jù)此可以預(yù)估兩個因素共同作用可以更好地提高玉米產(chǎn)量。但是僅根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果還不能做出判斷，還缺乏數(shù)據(jù)支持，應(yīng)增設(shè)“C550+W15”（即CO2濃度為550μmol/mol和降水增加15%）的組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再對結(jié)果作分析和判斷。