Question

科学家研究发现：在强光下，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，然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素，起到保护叶绿体的作用。下图是夏季连续两昼夜内，某杏树CO₂吸收量和释放量的变化曲线图。S₁～S₅表示曲线与横轴围成的面积。请据图回答下列问题：

（1）图中MN段杏树叶肉细胞合成ATP的场所有__________，造成MN段波动的主要外界因素是__________。

（2）图中B点时，该杏树的叶肉细胞中光合速率______呼吸速率（填“大于”“小于”或“等于”）。

（3）经过这两昼夜，该杏树仍正常生长，则有机物的积累量在图示_____（填字母）时刻达到最大值。图中S₂明显小于S₄，造成这种情况的主要外界因素最可能是__________，图中FG段CO₂吸收量下降，造成这一变化的主要原因是_________ 。

（4）在强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率_______（填“上升”“不变”或“下降”），原因有______________________________。

Answer

细胞质基质和线粒体 温度 大于 Ⅰ 光照强度 部分气孔关闭，CO2供应量减少 下降 该突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损，缺乏类胡萝卜素导致吸收的蓝紫光减少，影响光合作用

【解析】

图示中，表示夏季连续两昼夜内，某杏树CO2吸收量和释放量的变化曲线图。在一昼夜中，夜晚由于缺少光照，植物体无法进行光合作用，只进行呼吸作用，释放出CO2；白天，随着开始进行光照，光合作用开始，且强度逐渐增强，直到B点，CO2释放量和吸收量为0，说明光合作用消耗的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等，此时整个植株的光合强度等于呼吸强度；随着光照强度的不断增加，光合作用强度逐渐增强，植物体开始从外界吸收CO2，光合强度大于呼吸强度；到下午光照强度减弱，植物光合作用强度也逐渐下降。

（1）图中MN段无光照，杏树叶肉细胞不能进行光合作用，只进行呼吸作用，合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体；影响植物呼吸作用的主要因素是温度，夜间温度有起伏，故造成MN段波动的因素为温度。

（2）B点时，整个植株的光合强度等于呼吸强度，而此时叶肉细胞的光合速率应大于呼吸速率。

（3）I点时植株的光合强度等于呼吸强度，超过I点有机物消耗大于合成速率，故这两昼夜有机物的积累量在I时刻达到最大值。影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和CO2浓度，故两昼夜中，造成S2明显小于S4的外界因素最可能是光照强度。图中FG段为中午，由于温度较高，植物体为降低蒸腾作用，部分气孔关闭，导致CO2吸收量下降。

（4）由于类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素，故缺乏类胡萝卜素的突变体因无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损，同时缺乏类胡萝卜素会导致光反应吸收的蓝紫光减少，所以光合速率下降。