Question

【题目】我国科学家袁隆平院士带领的研究团队在迪拜成功试种沙漠海水稻，该海水稻具有较强的耐盐碱能力。为探究高盐条件对植物光合速率的影响，某研究小组用海水稻为实验材料进行了一系列研究，并根据实验测得的数据绘制了甲、乙曲线图，请回答。

（1）海水稻进行光合作用时，光反应和暗反应的能量来源分别是________，进行暗反应所需要的条件是____________。

（2）本实验的实验目的是___________________________；用NaCl 溶液处理后，推测海水稻光合速率变化的原因可能是_______________________________。

（3）图甲中， A、B、C三组海水稻经NaCl溶液处理后短时间内，叶绿体基质中C3含量的大小关系是_________；图乙中，丙组光合速率在NaCl溶液处理前后一直不发生变化的原因是_______________________________。

（4）由图甲推测，随着NaCl溶液浓度增大，海水稻光饱和点的变化情况是_________；两图所示光合速率为海水稻的净光合速率，理由是________________。

Answer 1

【答案】光能ATP（和NADPH）中活跃的化学能 ATP、[H]、酶、CO2 探究NaCl溶液浓度和光照强度对海水稻光合作用速率的影响 NaCl溶液处理后，海水稻根部细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞失水导致植株气孔开放度下降，CO2吸收量减少，从而使光合速率下降 A>B>C 丙组水稻光合作用的限制因素是光照强度，而非CO2浓度 下降 只要在有光照的条件下，植物就会即进行光合作用也会进行细胞呼吸，可以测到的是净光合作用强度

【解析】

分析甲图，在500lx光照下，经过不同浓度NaCl溶液处理后短时间内，光合速率是A＞B＞C，说明NaCl浓度越高，光合速率越低；分析乙图，经过200mmolL-1NaCl处理后，100lx光照组光合速率不变，500lx光照和1000lx光照组光合速率下降至相同水平，且1000lx光照组光合速率下降程度更大。NaCl溶液主要影响细胞失水，导致细胞气孔开度下降，从而使CO2吸收量减少，据此答题。

（1）光反应能量来自光能，暗反应能量来自ATP（和NADPH）中活跃的化学能，进行暗反应需要光反应提供ATP 、[H]，还需要酶、CO2。

（2）根据题意，实验是为了为探究高盐条件对植物光合速率的影响，结合题图可知实验自变量有NaCl浓度和光照强度，因此本实验的目的是探究NaCl溶液浓度和光照强度对海水稻光合作用速率的影响；用NaCl溶液处理后，海水稻光合速率发生变化，可能是NaCl溶液处理后，海水稻根部细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞失水导致植株气孔开放度下降，CO2吸收量减少，从而使光合速率下降。

（3）NaCl溶液处理后，A、B、C三组海水稻光合作用都下降，说明此时植物细胞液浓度低于NaCl溶液浓度，三组植物细胞都失水，引起气孔开放度下降，导致CO2吸收量下降，NaCl溶液浓度越高，气孔开放度越低，CO2吸收量越低。CO2吸收量下降，与C5固定产生的C3含量降低，因此A、B、C三组叶绿体基质中C3含量的大小关系是A组＞B组＞C组。图乙中，用200mmolL-1NaCl处理后，100lx光照组光合速率基本不变，说明200mmolL-1NaCl引起CO2吸收量减少后不影响光合速率，原因很有可能是CO2供应量不是光合作用的限制因素，故该组光合作用的限制因素很可能是光照强度，而不是CO2浓度。

（4）由图甲推测，随着NaCl溶液浓度增大，气孔开度越来越小，CO2吸收量也越来越少，暗反应速率下降，也就是单位时间内可以消耗的［H］和ATP将减少，此时只需要更弱的光照就能与最大的暗反应速率实现同步，因此此时的光饱和点下降。净光合速率表示在光照条件下人们测得的植物从外界环境吸收的CO2总量，上述甲图和乙图表示的是在光照条件下直接测量的数值，因此表示的是净光合速率。