Question

夏季晴朗无云的某天，某种植物光合作用强度变化曲线如图所示。请回答下列问题：

（1）植物叶肉细胞中光合作用暗反应的场所是______________，若在最适条件时，突然降低CO₂浓度，短时间内NADPH/NADP⁺的比值将_______________“降低”、“升高”或“不变”）。

（2）据图分析，该植物一天中有机物积累最多的时刻是______________（填图中字母），在12点左右出现光合作用强度“低谷”，此时直接限制光合作用的因素是______________（“温度”、“光照强度”或“CO₂浓度”）

（3）研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，某研究小组以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，进行了如下实验：

①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是______________。

②将上述植株分成两组，一组用______________进行处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是______________。

Answer

叶绿体基质 升高 E CO2浓度 干旱处理前后气孔开度不变 ABA ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变

【解析】

本图为典型的夏季晴朗一天光合作用的变化曲线图，图中BC段由于光照过强，温度过高，导致植物气孔关闭，二氧化碳吸收减少，从而导致光合速率下降。图中纵轴表示二氧化碳的净吸收量，即为净光合速率，因此图中A、E两点时为光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率。

（1）植物叶肉细胞中光合作用暗反应的场所是叶绿体基质，若在最适条件时，突然降低CO2浓度，则CO2与C5固定形成的C3减少，C3还原消耗的NADPH减少，短时间内NADPH的生成速率不变，所以短时间内NADPH/NADP+的比值将升高。

（2）据图分析，AE时间段内净光合速率大于0，植物一直在积累有机物，而E时刻光合速率=呼吸速率，所以该植物一天中有机物积累最多的时刻是E。BC段由于光照过强，温度过高，导致植物气孔关闭，二氧化碳吸收减少，从而导致光合速率下降，所以在12点左右出现光合作用强度“低谷”，此时直接限制光合作用的因素是CO2浓度。

（3）①若干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，则ABA缺失突变体植株经干旱处理前后气孔开度应不变。

②为了进一步证明气孔开度是由于ABA引起的，需将上述植株分成两组，一组用ABA进行处理，另一组用等量的清水处理作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。