Question

全球温室效应造成的气候问题将影响着我国多地，科研人员在实验室中模拟研究了现实环境、高温、高CO₂浓度、高温且高CO₂浓度4种条件下水稻的净光合速率变化，得到下图1所示的结果。

(1)据图可知晴天的净光合速率在四种条件下比阴天_______________，试分析原因：_______________。

(2)阴天和晴天时高CO₂实验处理下水稻净光合速率比高温且高CO₂都高，最可能的原因是高温使植物_______________明显增高从而降低了净光合速率。

(3)科研人员进一步研究发现高温能诱导细胞产生自由基从而影响到膜的稳定性，下图2显示实验数据。

①高温影响的膜是____________膜，自由基的产生和积累可能是破坏了膜成分中的_____________，使膜的结构和功能受到破坏。

②图中正常温度的组别属于实验中的___________组，从图中数据看，极端高温自由基产生速率随时间的延长而________________。

(4)综上可推测极端高温天气产生的热害会导致植物的光合速率下降甚至死亡，试分析可能的原因有_______________。

Answer

普遍较高 晴天的光照强度大，光反应能合成更多的ATP和[H]用于暗反应 呼吸作用 生物膜 蛋白质分子(和磷脂分子) 对照 逐渐增加 气孔关闭、叶绿体膜被破坏、酶活性降低甚至失活、生物膜被破坏使细胞不能维持正常生命活动等

【解析】

图1实验的自变量是光照强度、温度、二氧化碳浓度，因变量是净光合速率；据图分析可知，晴天、非高温、高二氧化碳条件下，净光合速率最高。

分析图2：该实验中，实验的自变量为温度、时间，因变量为自由基产生速率；根据柱形图可以看出，温度越高，随着时间的推移，自由基产生速率就越高。

（1）晴天的光照强度大，光反应能合成更多的ATP和NADPH用于暗反应，使光合速率整体偏高。

（2）高温提高呼吸速率的速率较提高光合作用速率更显著，所以高温组净光合速率略有下降，高温且高CO2浓度条件下，净光合速率明显升高但比高CO2浓度组略低。

（3）①自由基是身体中异常活泼的带电分子或基团，是在电离辐射等因素产生的，常攻击生物膜的磷脂分子或者蛋白质分子，使膜的结构和功能受到破坏。

②正常温度属于对照组，从图中看出温度越高，随着时间的推移，自由基产生速率就越高。

（4）极端高温天气使生物膜受到破坏导致光合作用下降，可能的原因有气孔关闭、叶绿体膜被破坏、酶活性降低甚至失活、生物膜被破坏使细胞不能维持正常生命活动。