Question

下图表示在光照、温度等条件适宜情况下，环境中CO₂浓度分别对甲、乙两种植物光合速率的影响。请回答下列问题：

（1）当CO₂浓度为350μmol/mL时，甲植物CO₂的固定速率____________（填“小于”、“等于”或“大于”）乙植物CO₂的固定速率；此时若适当提高二氧化碳浓度，则短时间内甲植物叶绿体中C₃/C₅的值将_________（填“升高”、“降低”或“不变”）。

（2）若其它环境条件不变，要使甲植物经过一昼夜（12小时白天，12小时黑夜）获得有机物的积累，则白天CO₂浓度必须大于____________μmol/mL。

（3）在光照强度、温度等其他条件适宜情况下，将上述两种植物置于初始CO₂浓度为600μmol/mL的同一密闭容器中。一段时间后，发现两种植物的光合速率都降低，其中光合速率首先开始降低的植物是_____，原因是________________________________________。

Answer

大于 升高 150 甲 CO2浓度相对值为600时甲、乙两植物都达到了CO2饱和点；容器中CO2浓度逐渐降低；甲植物CO2饱和点大于乙植物CO2饱和点，所以CO2浓度降低，甲植物光合速率首先降低

【解析】

据图分析，与纵坐标相交的点，环境中二氧化碳浓度为0，此时不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，由图可见甲植物的呼吸速率大于乙植物；与横坐标相交的点二氧化碳的释放量等于0，为二氧化碳补偿点，此点光合速率与呼吸速率相等，由图可见乙植物的补偿点低于甲植物，说明乙植物更能适应低二氧化碳浓度的环境；当曲线高度不再增加时代表二氧化碳饱和点，甲植物的二氧化碳饱和点大于乙植物；两条曲线相交的点（CO2浓度为350μmol/mL）代表两种植物的净光合速率相等。

（1）根据以上分析已知，两种植物的净光合速率相等，但是甲植物的呼吸速率大于乙植物，而实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此甲植物的实际光合速率大于乙植物，即甲植物固定二氧化碳的速率大于乙植物。此时若适当提高二氧化碳浓度，二氧化碳的固定生成三碳化合物增加，而三碳化合物的还原基本不变，因此短时间内甲植物叶绿体中C3/C5的值将增加。

（2）根据题意分析，植物白天可以进行光合作用和呼吸作用，晚上只能进行呼吸作用，由题意可知白天和黑夜等长（12小时），若要获得有机物的积累，则白天的净光合速率应该大于晚上的呼吸速率，而甲植物的呼吸速率为20μmol/mL，所以其白天的净光合速率应该大于20μmol/mL，因此其白天CO2浓度必须大于150μmol/mL。

（3）根据题意分析，当CO2浓度相对值为600时甲、乙两植物都达到了CO2饱和点，即两种植物的光合速率都达到了最大值，容器中CO2浓度逐渐降低，但是甲植物CO2饱和点大于乙植物CO2饱和点，其CO2浓度降低较多，因此甲植物光合速率首先降低。