Question

将植物暴露在过高的光照条件下，叶片会耗散掉吸收的过剩光能，以保护光合器官。图1表示某阴生植物的光合放氧速率、过剩光能与光照强度的关系，其中虚线表示该植物光合速率不受任何限制时的理论上的光合放氧速率。图2是某科研小组在探究环境因素对黄瓜幼苗光合作用影响时所得到的实验结果（图2中lx为光照强度单位）。请据图回答下列问题：

（1）光合作用产生的O₂来自光反应中__________的过程；吸收的CO₂用于暗反应，在__________中进行。

（2）据图1分析可知，当光照强度大于200μmol·m^-2·s^-1时，随着光照强度的升高，该植物对其所吸收光能的耗散量会__________。与阴生植物相比，在相同的光照条件下，阳生植物光合作用所耗散掉的过剩光能__________（填“较小”“相当”或“较大”）。

（3）强光下，激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体，而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素，起保护叶绿体的作用。缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率__________，原因是__________________________________________________。

（4）据图2分析可知，当环境中CO₂浓度为600mg·L^-1时，d点净光合速率大于c点，原因是__________________________________________________。

Answer

水在光下分解（或水光解） 叶绿体中的基质 增大 较小 减弱 该突变体无法淬灭激发态叶绿素，而使叶绿体受损 d点比c点的光照强，其光合作用增强幅度较大，而其呼吸作用变化较小

【解析】

据图图1实验的自变量是光照强度，因变量是两种光合放氧速率。理想条件下的光合放氧速率与光照强度呈正相关，而实际光合放氧速率随着光照强度的增加而表现为先增加后维持稳定。图2实验的自变量是二氧化碳浓度和光照强度，因变量是光合强度，图示表明，随着二氧化碳浓度和光照强度的增加，光合强度先增加后稳定，且光照越强光合强度相对也越强。据此分析作答。

（1）光合作用产生的O2来自光反应中水的光解过程；吸收的CO2用于暗反应，在叶绿体基质中进行。

（2）据图分析，当光照强度大于200μmol·m-2·s-1时，随着光照强度的升高，两条曲线之间的差值逐渐增大，说明植物对其所吸收光能的耗散量逐渐增大；与阴生植物相比，在相同的光照条件下，阳生植物光合作用需要的光能较多，则所耗散掉的过剩光能较小。

（3）根据题意分析，缺乏类胡萝卜素的突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损，所以其光合速率较小。

（4）据图2分析可知，当环境中CO2浓度为600mg•L-1时，d点与c点相比，在CO2充足的情况下，d点光照强度较c点更强，光合速率大，而呼吸速率变化较小，因而d点的净光合速率大于c点。