Question

袁隆平团队研发的海水稻具有较强的耐盐碱、抗干旱的能力，某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日，观测海水稻得到了光合速率等生理指标日变化趋势，如下图所示。请回答下列相关问题：

（1）8:00到10:00光合速率升高的原因有：①温度升高，光合作用酶活性增强；②光强增大，光反应速率加快；③____________________。

（2）推测导致12：00时光合速率出现低谷的环境因素主要是_______________（填“光照强度”或“CO₂浓度”）。

（3）在14：00时若适当提高CO₂浓度，短时间内叶绿体中[H]含量的变化是_______________。

（4）为验证缺镁对海水稻光合作用的影响，设完全培养液（A组）和缺镁培养液（B组），在特定条件培养海水稻，一定时间后检测其光合作用速率。实验结果为B组___________ A组（填“＞”、“＜”或“＝”），说明缺镁影响光合作用的进行，原因是______________________________。

（5）CCCP（一种化学物质）能抑制海水稻的光合作用，为探究CCCP、缺镁两种因素对海水稻光合作用的影响及其相互关系，需在（4）的基础上增设两组实验，则其培养液为____________和_____________。

Answer

气孔导度增加，CO2吸收量增加，暗反应速率加快 光照强度 减少 ＜ 缺镁影响叶绿素合成，影响光反应 完全培养液加CCCP 缺镁培养液加CCCP

【解析】试题分析：据图分析，从图中光合速率的曲线可以看出，在10：00左右时，光合速率相对量最大；但是在12：00时出现低谷，正常情况下这可能是由于气孔关闭导致的，但是此时的气孔导度最大，因此可排除二氧化碳的影响。

（1）图中8:00到10:00光合速率升高，可能的原因有：①温度升高，光合作用酶活性增强，进而提高了光合速率；②光强增大，光反应速率加快，促进暗反应过程中三碳化合物的还原，从而提高了光合速率；③气孔导度增加，CO2吸收量增加，暗反应速率加快，导致光合速率升高。

（2）根据以上分析已知，12：00时光合速率出现了低谷，而此时气孔导度最大，说明不是二氧化碳限制了光合作用的进行，因此此时限制光合速率的主要因素是光照强度。

（3）在14：00时若适当提高CO2浓度，则生成的三碳化合物增加，导致消耗ATP和[H]增加，因此短时间内叶绿体中[H]含量减少。

（4）由于镁是叶绿素的组成元素，缺镁影响叶绿素合成，影响光反应，因此A组光合速率大于B组（缺镁）。

（4）实验目的是探究CCCP、缺镁两种因素对海水稻光合作用的影响及其相互关系，因此在（4）的基础上增设两组实验，其培养液分别为完全培养液加CCCP和缺镁培养液加CCCP。