Question

【题目】小麦是我国北方的主要农作物，研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。

（1）科研人员测定小麦一昼夜净光合速率（Pn)的变化，发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。一般认为，午后温度较高，植物通过蒸腾作用使叶片降温，同时，植物体也会________叶片气孔开度来避免过度失水对细胞造成的损伤。这一变化会引起叶肉细胞间的___________，使午后小麦光合速率降低。

（2）科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片（接收直射光照面积不同）午后部分指标， 结果如下表。

	净光合速率（Pn)	叶片温度(Tl)	胞间CO2浓度（Ci）
直立叶	12.9	37.5	250
平展叶	8.8	37.7	264

对相关数据进行直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，说明二者的气开度_______，但平展叶净光合速率却________，此时胞间CO2浓度______，说明气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素。

（3）科研人员推测，午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统Ⅱ发生损伤，导致_____速率下降，进而抑制叶片的光合作用。D1是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白，科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量，结果如图1所示，分析可知______，从而在一定程度上导致“午睡”现象。

（4）水杨酸（SA)是一种与植物抗热性有关的植物激素，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白含量，结果如图2所示，可推测，SA对小麦午间光合作用的影响及机制是：______。

（5）综合上述研究，请提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的合理措施：_________。

Answer 1

【答案】 降低 CO2不足 基本相同 明显低于直立叶 平展叶高于直立叶 光反应 午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，导致光系统Ⅱ活性降低 SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，缓解小麦的“午睡” 现象 在中午光照达到最大强度之前向小麦啧洒适宜浓度的水杨酸 培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种 培育高光强下水杨酸合成量增加的小麦品种

【解析】

植物蒸腾作用旺盛会导致叶片气孔开度下降，气孔开度下降又引起细胞吸收的CO2减少，导致叶肉细胞间的CO2不足，使午后小麦光合速率降低。根据表格中数据显示，直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，直立叶净光合速率大于平展叶的净光合速率，但直立叶胞间CO2浓度小于平展叶的胞间CO2浓度；图1显示，较强光照会导致D1蛋白含量下降，图2说明喷洒适宜浓度的SA会减弱较强光照造成的D1蛋白含量降低，对小麦的“午睡” 现象起到缓解作用，据此，若要减少“午睡”现象提高小麦产量，从外源因素考虑，可喷洒适宜浓度的水杨酸，从分子水平考虑，可通过提高D1蛋白的含量来实现，据此作答。

（1）午后温度较高，植物蒸腾作用旺盛，植物会降低叶片气孔开度来避免过度失水，这会导致叶肉细胞间的CO2不足，使午后小麦光合速率降低。

（2）据图所示，直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，因此二者的气孔开度基本相同，但平展叶净光合速率明显低于直立叶，而胞间CO2浓度是平展叶高于直立叶，说明气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素。

（3）强光照引起光系统Ⅱ发生损伤，会导致光反应的速率下降；图1中数据显示，强光照会导致D1含量下降，因此“午睡”原因可能是午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，从而导致光系统Ⅱ活性降低。

（4）根据图2中D1蛋白含量所示，可推测经SA处理后，能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，缓解小麦的“午睡” 现象。

（5）根据以上所述，减少“午睡”现象提高小麦产量的措施有：在中午光照达到最大强度之前向小麦啧洒适宜浓度的水杨酸；培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种；培育高光强下水杨酸合成量增加的小麦品种。