Question

研究工作者对某种农作物的黄化突变体与正常植株进行了实验研究，在一定的光照强度和适宜的温度条件下，黄化突变体与正常植株的净光合速率随环境CO₂浓度（μmol CO₂·m^－2·s^－1）变化趋势如下图所示。请分析并回答下列问题：

材料	叶绿素a/b	类胡萝卜素/叶绿素	细胞间CO2浓度
突变体	9．30	0．32	239．07
正常植株	6．94	0．28	210．86

（1）若纵坐标表示氧气释放相对速率，环境CO₂浓度为c时，正常植株对光能利用率是黄花突变体植株的____________倍。当CO₂浓度大于c时，限制正常植物光合作用的外界因素主要是___________________________________________。

（2）若将两种植株植物幼苗在上述条件下置于同一密闭的容器中，一段时间内，生长首先受影响的是_________，之后该密闭容器中CO₂浓度的变化趋势是____________。

（3）空气中CO₂浓度较低时，植物的光合作用一般达不到最大光合速率。农业生产中，常常把地块作成几个畦（指用土埂、沟或走道分隔成的作物种植小区），某地区夏季多为南风，作畦的走向应为南北走向，可以提高作物产量，其依据是____________。

（4）当空气中CO₂浓度为b点时，测得其他数据如上表，分析可知该植物的黄化突变可能__________（填“促进”或“抑制”）叶绿素a向叶绿素b转化的过程，研究人员认为此时气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素，依据是________________。

（5）农业生产上合理密植可提高光能、土壤中无机盐等资源的利用率，但是种植过密也可能造成减产。种植过密后，正常植株底层叶片有时也会发黄，其原因是__________。

Answer

5/3 光照强度 正常植株 降低至一定水平 作畦的走向与风向一致，有利于空气流通，提高植株间的CO2浓度，增加光合速率 抑制 突变体叶片中的细胞间CO2浓度高 光照不足，无机盐缺乏，造成叶绿素合成速率小于分解速率

【解析】

根据表格分析，与正常植株相比，黄化突变体的叶绿素a与叶绿素b的比值升高，类胡萝卜素与叶绿素的比值升高，细胞间CO2浓度也升高了，说明黄化突变体的光合速率比正常植株低。根据图形分析，该实验的自变量是农作物的种类和二氧化碳浓度，因变量是净光合速率，图中曲线显示两种植株的呼吸速率和二氧化碳补偿点相同，但是乙的二氧化碳饱和点比甲低，说明甲是正常植株的净光合速率曲线，乙是黄化突变体植株的净光合速率曲线。

（1）已知甲是正常植株的净光合速率曲线，乙是黄化突变体植株的净光合速率曲线，当CO2浓度为c时，正常植株与黄化突变体植株的呼吸速率均为1，正常植株的净光合速率为4，总光合速率=呼吸速率+净光合速率=1+4=5，此时黄化突变体植株的净光合速率2，总光合速率=1+2=3，所以正常植株对光能利用率是黄花突变体植株的5/3倍；当CO2浓度大于c时，正常植株已经达到二氧化碳饱和点，且该实验是在最适温度下进行的，故限制正常植物光合作用的外界因素主要是光照强度。

（2）将两种植株植物幼苗在上述条件下置于同一密闭的容器中，由于二氧化碳含量一定，正常植株光合作用达到最大值需要较高的二氧化碳浓度，故一段时间内，生长首先受影响的是正常植株；随后该密闭容器中CO2浓度的变化趋势是降低至一定水平，当植物的光合作用和呼吸作用达到相对平衡的状态时，二氧化碳的浓度不再变化。

（3）根据题意分析可知，影响大田中植物的光合作用的因素主要是光照强度、温度和二氧化碳浓度，当作畦的走向与风向一致时，有利于空气流通，提高植株间的CO2浓度，增加光合速率，进而提高作物产量。

（4）空气中CO2浓度为b点时，突变体植株叶绿素a/b增大，其原因可能是黄化突变抑制了叶绿素a向叶绿素b转化；表格中此时突变体叶片中的细胞间CO2浓度高，二氧化碳供应充足，故气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素。

（5）农作物种植过密后，正常植株底层叶片光照不足、无机盐缺乏、造成叶绿素合成速率小于分解速率，所以叶片也会发黄。