Question

为探究植物生长调节剂M是否能缓解弱光对某双子叶植物光合作用速率的影响，研究人员设计了甲、乙、丙、丁四组实验，处理方法：

甲组：自然光照+不喷施植物生长调节剂M；

乙组：自然光照+___①___；

丙组：25%自然光照+不喷施植物生长调节剂M；

丁组：___②___+喷施一定浓度植物生长调节剂M；

对该双子叶植物叶片检测指标的结果如下图（R酶是一种可催化CO₂与C₅反应生成C₃的酶），请回答。

（1）乙组处理中①为_____；丁组处理中②为______。

（2）推测R酶分布于______。

（3）弱光导致该双子叶植物叶片净光合速率降低，从光反应的角度分析，原因是_______根据甲组和丙组实验，从暗反应的角度分析，原因是______。

（4）分析实验结果，得出的结论是_____。

Answer

喷施一定浓度植物生长调节剂M 25%自然光照 叶绿体基质 弱光引起光反应产生的ATP和[H] （或“NADPH”、“还原氢”）减少，导致暗反应减弱，净光合速率降低 弱光能引起R酶基因表达量和R酶活性降低，导致暗反应减弱，净光合速率降低 植物生长调节剂M可以缓解弱光对该双子叶植物光合作用的影响

【解析】

本实验目的是“探究植物生长调节剂M是否能缓解弱光对某双子叶植物光合作用速率的影响”，根据单一变量原则设计实验，需要进行四组处理，甲组：自然光照+不喷施植物生长调节剂M；乙组：自然光照+喷施一定浓度植物生长调节剂M；丙组：25%自然光照+不喷施植物生长调节剂M；丁组：25%自然光照+喷施一定浓度植物生长调节剂M，其中甲组为空白对照组，乙、丙、丁三组为实验组。

（1）根据实验目的“探究植物生长调节剂M是否能缓解弱光对某双子叶植物光合作用速率的影响”，需要进行四组处理：自然光照+不喷施植物生长调节剂M；乙组：自然光照+喷施一定浓度植物生长调节剂M；丙组：25%自然光照+不喷施植物生长调节剂M；丁组：25%自然光照+喷施一定浓度植物生长调节剂M。甲、乙两组对照得自然光下喷施植物生长调节剂M的作用；丙、丁两组对照得弱光条件下喷施植物生长调节剂M的作用。

（2）因为R酶是一种可催化CO2与C5反应生成C3的酶，R酶活性和表达量降低可以引起光合作用速率降低，因此可推测R酶分布于叶绿体基质中。

（3）光照强度减弱，可以降低光反应速率，减少ATP和[H]的合成，影响总光合作用速率；或根据图中可知，弱光可引起R酶基因表达量和R酶活性降低，降低暗反应速率，影响总光合作用速率。

（4）根据丙、丁两组实验结果的对比可知，植物生长调节剂M可以提高弱光条件下R酶活性和表达量，从而缓解弱光对该双子叶植物光合作用的影响。