Question

蒙古沙冬青是我国北方荒漠地区特有的常绿阔叶灌木。某小组研究了不同季节蒙古沙冬青叶片净光合速率日变化特征，结果如图所示，回答下列问题：

（1）测定叶片净光合速率时随机选取冠顶叶龄相近的成熟叶，每棵沙冬青至少2片叶，每片叶至少重复测量3次，其目的是_____________________________________。

（2）在冬季（1月）10：00时，蒙古沙冬青叶肉细胞产生ATP的场所有________________（填序号）；12：00时，Pn=0，此时沙冬青叶肉细胞的光合速率_______（填>、=或<）呼吸速率。

①细胞质基质                  ②线粒体

③叶绿体类囊体薄膜          ④叶绿体基质

（3）在3月、5月、7月，蒙古沙冬青叶片的净光合速率日变化特征均表现为“双峰型”，与其“双峰”之间的最低点相比，第一个波峰C₃和C₅的含量分别为____________、______________。（填高或低）

（4）引起蒙古沙冬青叶片净光合速率降低的生理因素可分为气孔限制因素和非气孔限制因素。在午间的低湿环境下，植物会关闭气孔使______________，进而导致植物Pn___________，即光合作用的气孔限制。试推测午间光合作用的非气孔限制因素有__________________________________________。

Answer

减小实验误差，保证实验结果的准确性 ①②③ > 高 低 CO2吸收量减少 下降 与光合作用有关酶的活性下降

【解析】

影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。据图分析，在3月、5月、7月，蒙古沙冬青叶片的净光合速率日变化特征均表现出了“光合午休”现象，即由于外界环境温度过高，使气孔导度变小，CO2吸收减少，直接抑制了光合作用暗反应中CO2的固定过程；或者可能与光合作用有关酶的活性下降有关。

（1）在测定叶片净光合作用时，每棵沙冬青至少2片叶，每片叶至少重复测量3次，这样做是为了减小实验误差，保证实验结果的准确性。

（2）根据图中数据可知，在冬季（1月）10∶00时，叶肉细胞中同时存在光合作用和呼吸作用两种生命活动，所以此时叶肉细胞中产生ATP的场所有：细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜；12∶00时，虽然整个叶片Pn=0，但由于叶片中并非所有的细胞均进行光合作用，而所有细胞均需进行细胞呼吸，所以此时叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率。

（3）图中12∶00左右叶片净光合速率下降，称为“午休”现象。这主要是由于外界环境温度过高，使气孔导度变小，CO2吸收减少，直接抑制了光合作用暗反应中CO2的固定过程；在最低点时，由于CO2浓度低，CO2固定减弱，而C3还原仍在进行，因此导致叶肉细胞叶绿体中C3的相对含量低和C5的相对含量高，因此第一个波峰C3和C5的相对含量分别较高和较低。

（4）在午间的低湿环境下，植物会关闭气孔使CO2吸收量减少，直接抑制了光合作用暗反应中CO2的固定过程，使光合速率下降进而导致Pn下降，即光合作用的气孔限制；午间限制光合作用的非气孔因素还可能与光合作用有关酶的活性下降有关。