Question

今年山东省部分地区遭遇百年大旱，随着干旱时间持续，作物叶片开始发黄，光合速率下降，植株生长缓慢，甚至死亡。某研究性学习小组采用盆栽幼苗的方式，探究土壤干旱对叶片光合速率的影响原因。实验开始时土壤水分充足，然后A组停止浇水，B组土壤水分条件保持适宜，根据实验测得的数据，绘制坐标曲线如下。请回答有关问题：

（1）在干旱的环境中，农作物的根系不能从土壤中吸水，这是由于              。

（2）在不破坏叶片结构的前提下，测定光合速率所选用的指标可以是单位时间内单位面积叶片的                        。

（3）据甲乙曲线图，分析植物光合速率下降的原因有：

①干旱初期（2—4天），                       ，此时细胞内C₃化合物的含量           ；

②干旱后期（4—8天），                   ，进而进一步影响暗反应的进行。

（4）研究发现在干旱条件下某种植物激素能够刺激植物体增加脯氨酸、甜菜碱等物质的含量，这些物质是重要的渗透压调节物质，有助于细胞保水。该小组推测这种激素可能是脱落酸，并且在一定浓度范围内随着脱落酸浓度的增加植物抗旱能力不断增强。请完善下面实验设计，以探究上述推测是否正确。

材料用具：生长状态一致且良好的大豆盆栽幼苗若干株，高浓度的脱落酸溶液，蒸馏水、喷壶等。

①实验步骤：

第一步：将盆栽幼苗均分为四组，每组多株，编号1、2、3、4（1号为对照组）；

第二步：                                                     ；

第三步：将盆栽幼苗进行        （条件）处理后，                      ；

第四步：在其他条件相同且适宜的条件下培养一段时间后，测量细胞内的           含量及细胞的                   。

②预期结果及结论：

a．若                                            ，则假设成立；

b．若                                            ，则假设不成立；

c．若                                            ，则假设不成立。

Answer

（1）土壤溶液浓度（或渗透压）大于根细胞液浓度（或渗透压）

（2）氧气释放量（或二氧化碳吸收量）

（3）①气孔关闭导致二氧化碳供应不足    下降

    ②叶片中的叶绿素含量下降，导致光反应产生的[H]、ATP物质减少（或者导致光反应减弱）

（4）①第二步： 配制适宜浓度范围内的脱落酸溶液A、B、C（1分），且浓度依次增大

（备注：只要体现一定浓度梯度且描述清楚浓度大小次序即可）

  第三步：干旱     向2、3、4组分别喷施适量且等量的A、B、C溶液，第1组喷施等量的蒸馏

第四步：脯氨酸、甜菜碱    渗透压

②a．1、2、3、4组细胞的脯氨酸、甜菜碱含量依次增多，且细胞的渗透压依次增大

b．1、2、3、4组细胞的脯氨酸、甜菜碱含量依次减少，且细胞的渗透压依次减小

c．脯氨酸、甜菜碱的含量以及细胞的渗透压在四组实验中没有明显差异

（备注：结果结论的预测应与实验步骤相吻合）