Question

为了研究高温胁迫对棉花光合速率的影响，研究人员将A、B、C三个品系的棉花在30℃条件下培养了一段时间后，移植到40℃的环境中，其他条件保持一致，测定相关数据如图1；图2为30℃条件下测得的光合速率。请回答下列问题：

（1）在30℃时，测定三种品系光合速率变化情况如图2。当光照强度过大时，棉花叶片的光合速率_______。在P点时，检测的是棉花叶片的_______。

（2）移植后3个品系的光合速率均下降，据图判断，光合速率最不可能因_____________（填“光合色素”、“水分”或“二氧化碳吸收量”）首先出现下降而下降，作出这一判断的依据是___________________________________________。

（3）40℃条件下叶片的蒸腾速率升高，可能是为了提高散热的效率，保证植物的光合作用正常进行，该机制对植物的正常生长有重要意义。若移植后蒸腾速率不变，则三个品系植株的光合速率均会下降50%，结合图示及上述分析，判断在三个品系中，____________品系中这一机制的效率最高。

（4）根据图2的结果分析，若30℃为棉花光合作用的最适温度，则40 ℃条件下进行实验，光照强度应设定在____________（lx）之间（用图中数据表示），目的是________________________。

Answer

下降 呼吸强度 二氧化碳吸收量 此时蒸腾作用强烈，气孔开放程度较高 B 1000-1500 排除光照强度（无关变量）对实验结果的影响

【解析】

图1为植物从30℃环境移入40℃环境进行高温培养测得的相关数据，从图1所示可知，三个品系光合作用、光能捕获效率都下降了；三个品系蒸腾作用都增强了，其中A品系蒸腾作用最强，散热最快，能降低高温对植物的影响。图2为30℃条件下测得的光合速率。

（1）在30℃时，测定三种品系光合速率变化情况如图2。当光照强度过大时，棉花叶片的光合速率下降。在P点时，检测的是棉花叶片的呼吸强度。

（2）移植后植株的蒸腾作用旺盛，气孔开放程度较高，植株二氧化碳吸收能力较强，植株的光合速率可能因为光能捕获效率、含水量降低而降低，但理论上不应是二氧化碳吸收量下降导致了光合速率下降。
（3）由题意分析可知，欲比较三个品系中这一机制的效率，应确定与蒸腾速率不变时相比，三个品系光合速率增加量相等时，哪一品系蒸腾速率增加量最小。根据蒸腾速率的测定结果和光合速率的测定结果进行分析，40 ℃条件下B品系的光合速率提高了35％，蒸腾速率也提高了35％，即B品系的蒸腾速率增加量/光合速率升高量＝1，A品系中该值为3/2，C品系中该值为5/4，则B品系中这一机制的效率最高。
（4）根据图2结果可知，当光照强度为1000～1500 lx时，三个品系的光合速率都较大，判断棉花的最适光照强度在这一范围内。实验探究的是高温胁迫对棉花光合速率的影响，光照强度为无关变量，应保持相同且适宜，以排除其对实验结果的影响。