Question

为研究冬季温室大棚中气温和CO₂浓度对某植物总光合速率的影响，研究人员将该种植物的一批长势相同的植株分为5组，设置不同的温度和CO₂浓度，测定了净光合速率（Pn），实验处理及结果如下表所示：

	对照组	实验组
1	2	3	4
实验处理	温度（℃）	12	12	12	20	25
CO2浓度（100µL/L）	6	10	15	15	15
实验结果	Pn(µmol/m^2．s）	9．7	13．2	15．1	23．3	30．9

（1）CO₂参与到光合作用的_________过程，光合作用产生的O₂除部分释放到外界以外，还有部分可以参与细胞有氧呼吸，在线粒体中接受_________（填“NADH”或“NADPH”）中的H⁺和电子，此过程释放出大量的能量。

（2）根据实验结果，可以推测冬季温室大棚中对该植物净光合速率影响较大的环境因素是_________，判断的依据是_______________________。

（3）要达成本实验目的，还需补充的实验是____________________（写出实验思路）。

（4）若将在实验组2的条件下培养了60天的植物，恢复为对照组的CO₂浓度，其他条件相同且适宜，一周后测得其净光合速率比对照组低，可能原因是植物长期处于高CO₂浓度环境引起_________________而非气孔导度减小的缘故。

Answer

暗反应 NADH 温度 相同CO2浓度条件下，温度改变时净光合速率变化较大 在黑暗的条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率 固定CO2酶的活性下降或含量降低

【解析】

呼吸作用和光合作用是植物体内两大重要的代谢活动。光合作用固定的二氧化碳，可来自于呼吸放出的二氧化碳和从外界吸收的二氧化碳，光合作用与呼吸作用的差值可用净光合作用来表示，具体的总结如表所示。影响光合作用的外界因素主要有光照强度、温度、CO2浓度。

名称

总光合作用

呼吸作用

净光合作用

速率表示

CO2的固定（消耗）、O2的产生、有机物的合成

CO2的释放，O2的吸收，有机物的消耗

CO2的吸收，O2的释放，有机物的积累

（1）CO2是光合作用暗反应过程的原料。光合作用产生的O2除部分释放到外界以外，还有部分可以参与细胞有氧呼吸，在线粒体中接受NADH中的H+和电子，此过程释放出大量的能量。

（2）从对照组和实验组2看，自变量为CO2浓度，且CO2增加了一倍多，净光合速率却没有达到对照组的两倍，而对比实验组2和实验组4发现，单一变量为温度，且温度增加了一倍，CO2浓度不变，净光合速率是原来的两倍，由此可以推测冬季温室大棚中对该植物净光合速率影响较大的环境因素是温度。

（3）净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率，因此，要达成本实验目的，还需补充的实验是在黑暗的条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率。

（4）在光合作用暗反应过程中，RuBP羧化酶能将CO2固定形成三碳化合物，CO2倍增处理可能会使RuBP羧化酶的活性降低，固定CO2形成的产物降低，使光反应速率下降。若将在实验组2的条件下培养了60天的植物，恢复为对照组的CO2浓度，其他条件相同且适宜，一周后测得其净光合速率比对照组低，可能原因是植物长期处于高CO2浓度环境引起固定CO2酶的活性下降或含量降低而非气孔导度减小的缘故。