Question

为探究影响植物光合速率的因素，某科研团队利用玉米和小麦幼苗进行相关实验，其结果如图1（a点为21% O₂小麦净光合速率曲线与横坐标交点，光强为100 μmol·m^-2·s^-1），图2为小麦植株某种细胞部分物质变化途径，其中①~④代表有关生理过程。请分析回答下列问题：

 

（1）图1反映出影响光合速率的因素有________________。

（2）对于小麦而言，图1曲线a点对应图2中的生理过程有_________（填标号），结合图2，根据所学知识解释用同位素标记的¹⁸O₂的¹⁸O出现在淀粉中的途径：_____________________。

（3）如果将玉米和小麦幼苗同时放入O₂浓度为21%，且光强为100 μmol·m^-2·s^-1弱光条件下（其他条件相同且适宜），一段时间后可能最先死亡的幼苗是_________，理由是_______________________。

Answer

光照强度、O2浓度、植物类型 ①②③④ 18O2参加②过程进入H218O中，H218O参加④过程中有氧呼吸第二阶段，进入C18O2中，C18O2参加③过程进入葡萄糖，进而出现在淀粉中 小麦 在O2浓度为21%、光强为100 μmol·m-2·s-1条件下，与小麦幼苗相比，玉米幼苗利用弱光能力更强，且该条件下玉米净光合速率大于0，有利于玉米幼苗存活

【解析】

分析图示：图1表示玉米和小麦净光合速率随光照强度的变化而变化的曲线，此外还研究了氧气浓度的高低对小麦的净光合速率的影响；图2中①②③④分别表示光反应、有氧呼吸第三阶段、暗反应和有氧呼吸一、二阶段。

（1）分析图1可以看出，实验中影响植物光合速率的因素有光照强度、O2浓度、植物类型。

（2）对于小麦而言，a点为光补偿点，细胞光合作用强度等于呼吸作用强度，进行的生理过程对应图2中①②③④；用同位素标记的18O2中的18O出现在小麦细胞的淀粉中的途径应该是18O2先参加有氧呼吸第三阶段，出现在H218O中，生成的H218O参与有氧呼吸第二阶段进入C18O2中，该C18O2再参与光合作用暗反应，标记的氧元素进入到光合产物如淀粉中。

（3）在O2浓度为21%、光强为100 μmol·m-2·s-1条件下，玉米净光合量大于0，而小麦净光合量等于0，如果将玉米和小麦幼苗同时放入O浓度为21%且光强为100 μmol·m-2·s-1弱光条件下，最先死亡的是小麦幼苗。