Question

19．在晴朗的夏季，科研人员探究某种豆科植物叶片净光合速率（以
CO₂吸收速率 Pn表示）与胞间CO₂浓度（Ci）的日变化规律，结果如图．请回答下列问题：
（1）叶片的Pn先后两次下降，主要因素分别是胞间CO₂浓度和光照强度．
（2）与11时相比，13时叶肉细胞叶绿体形成C₃的速率相对较低（填“高”或“低”），就图分析其原因是胞间二氧化碳浓度降低，二氧化碳与五碳化合物结合形成的三碳化合物减少，同时光照强度三碳化合物还原仍然进行．
（3）14时后叶片的Ph下降，导致单位时内植株积累有机物的量增加．17时后叶片的Ci快速上升，叶片暗反应速率下降．
（4）豆科植物中午时分出现光合“午休”现象，从图中的曲线分析，主要原因是气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭（填“部分关闭”或“全部关闭”）导致胞间CO₂浓度降低．豆科植物光合“午休”期间，根尖细胞内合成ATP的场所是细胞质基质、线粒体．
（5）为降低光合“午休”对豆科植物产量的影响，科研人员设想间种高茎玉米可能解决问题，并设计实验进行探究．该实验的目的是探究高茎玉米对豆科植物光合午休现象的影响．

Answer 1

分析 1、影响光合作用速率的因素包括二氧化碳浓度、光照强度等，二氧化碳浓度通过影响暗反应、影响光反应，进而影响光合作用，光照强度通过影响光反应产生的还原氢、ATP进而影响暗反应而影响光合作用．
2、由题图曲线可知，叶片净光合速率11点～13点下降，同时胞间CO₂浓度也在下降，而光照强度增大，因此该阶段净光合速率下降的原因可能是胞间二氧化碳浓度降低；15点之后，净光合速率下降，同时胞间二氧化碳浓度增大，因此下降的因素不再是胞间二氧化碳浓度，是由于15点之后光照强度逐渐减弱，而影响光合作用强度．

解答 解：（1）由分析可知，Pn第一次下降的原因是胞间二氧化碳浓度过低，第二次下降的原因是光照强度降低．
（2）11时～13时，胞间二氧化碳浓度降低，二氧化碳与五碳化合物结合形成的三碳化合物减少，同时光照强度三碳化合物还原仍然进行，因此三碳化合物含量降低．
（3）14时后，虽然净光合速率下降，但是净光合速率仍然大于0，因此单位时间内有机物积累量升高；17时后，由于光照强度较弱，光反应产生的还原氢、ATP少，导致暗反应速率降低．
（4）由题图曲线可知，13时，净光合速率下降，但是仍然大于0，此时光合作用大于呼吸作用，因此是气孔部分关闭，不是全部关闭；根尖细胞无叶绿体不能进行光合作用，因此合成ATP的生理过程是细胞呼吸，场所是细胞质基质、线粒体．
（5）由题意知，该实验的自变量是高茎玉米是否与豆科植物间行种植，因变量是豆科植物的产量，因此实验的目的是探究高茎玉米对豆科植物光合午休现象的影响
故答案为：
（1）胞间二氧化碳浓度     光照强度
（2）低     胞间二氧化碳浓度降低，二氧化碳与五碳化合物结合形成的三碳化合物减少，同时光照强度三碳化合物还原仍然进行
（3）增加    下降
（4）部分关闭      细胞质基质、线粒体
（5）探究高茎玉米对豆科植物光合午休现象的影响

点评 本题旨在考查学生理解光反应与暗反应之间的关系，影响光合作用的因素等知识要点，把握知识的内在联系，形成知识网络，并学会分析题图曲线进行推理、综合解答问题．