Question

光合作用与细胞呼吸是绿色植物重要的生命活动。某科研小组在夏季7：00-17：00每隔2小时测定2个品种海棠叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率等指标变化，各品种在日变化的每个时间点测5~8个重复，连续7天，其实验结果如表所示。

类型	A品种	B品种
时间	净光合速率 （μmol·m^-2·s^-1）	蒸腾速率 （mmol·m^-2·s^-1）	气孔导度 （mol·m^-2·s^-1）	胞间CO2浓度 （μmol·m^-2·s^-1）	净光合速率 （μmol·m^-2·s^-1）	蒸腾速率 （mmol·m^-2·s^-1）	气孔导度 （mol·m^-2·s^-1）	胞间CO2浓度 （μmol·m^-2·s^-1）
7：00	14．3	1．6	180	270	16．2	2．0	148	280
9：00	23．0	2．2	210	100	18．3	2．9	200	115
11：00	16．5	3．0	90	120	16．5	3．4	100	130
13：00	14．8	3．7	70	145	12．5	3．8	60	145
15：00	17．2	3．3	100	110	15．0	2．7	80	120
17：00	13．0	1．6	60	135	14．3	1．8	50	140

（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）由表格分析可知，海棠光合指标的变化因__________（答全）而异。每次测量进行5~8个重复的目的是______________________________。

（2）在11：00测定的A、B两品种海棠叶片净光合速率相等，其总光合速率___________（填“是”“不是”或“不一定”）相同，理由是___________________。

（3）引起叶片光合“午休”的原因有气孔因素和非气孔因素。气孔因素的光合速率下降由气孔导度下降导致CO₂吸收减少造成；非气孔因素的光合速率下降与气孔导度无明显关系。上述海棠的光合“午休”为非气孔因素，请根据表中数据说明判断的理由是____________________。

（4）研究表明，高浓度的乙烯利溶液会引起细胞死亡导致叶片脱落。若只考虑乙烯利浓度的影响，请你以生长发育基本相同的A品种带叶海棠枝条和高浓度的乙烯利溶液为材料，设计实验验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果__________________。

Answer

海棠品种、光照强度、温度 排除偶然因素对实验的影响，减少实验误差，使实验结果更科学、准确 不一定 总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，不清楚测定的两种海棠叶片呼吸速率大小，无法确定其总光合速率是否相同 海棠光合“午休”时，净光合速率和气孔导度均下降，但胞间CO2浓度较高，说明叶片对CO2吸收没有减少（必须强调叶片在净光合速率和气孔导度都下降条件下，胞间CO2浓度仍然较高） 实验思路：将生长发育基本相同的带叶海棠枝条平均分为A、B两组，A组用高浓度的乙烯利溶液处理海棠枝条，B组用等量的蒸馏水处理海棠枝条，其他培养条件相同且适宜，一段时间后观察两组枝条叶片脱落情况。预期结果：A组海棠叶片脱落，B组海棠叶片不脱落

【解析】

1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。

2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

（1）根据表中信息，两种海棠的光合指标存在差异，光合指标具有日变化，受到光照强度和温度的影响，每次测量进行5~8个重复的目的是排除偶然因素对实验的影响，减少实验误差，使实验结果更科学、准确。

（2）表中显示，在上午11：00，测定的A、B两品种海棠叶片净光合速率相等，但其总光合速率不一定相等，原因是不清楚此时测定的两种海棠叶片呼吸速率大小，无法确定其总光合速率是否相同。

（3）根据题干信息提示，引起光合“午休”现象有两种因素，即气孔因素和非气孔因素，气孔因素是由于高温导致气孔关闭，使叶肉细胞吸收CO2减少，光合作用因CO2供应不足而下降。从表中分析可知两个品种净光合速率出现了双峰现象，在11：00-13：00间出现了波谷，且气孔导度也下降，但是胞间CO2浓度却没有降低，反而比之前上升了，故可以判断两个品种的海棠光合“午休”现象不是由气孔因素引起的。

（4）要求设计实验验证“高浓度的乙烯利溶液会引起细胞死亡导致叶片脱落”这一结论，需要设计两组实验，一组枝条用高浓度的乙烯利溶液处理，另一组用等量的蒸馏水处理，如果高浓度的乙烯利溶液处理组的叶片发生脱落，而蒸馏水处理组不发生脱落，说明高浓度的乙烯利溶液会引起细胞死亡导致叶片脱落。