Question

CO₂浓度增加会影响作物光合作用速率。科学家以不同作物为实验材料，分别进行甲、乙、丙三种实验处理67天，甲组提供大气CO₂浓度（375μmol·mol^–1），乙组提供CO₂浓度倍增环境（750μmol·mol^–l），丙组先在CO₂浓度倍增环境培养60天，再在甲组条件下培养7天。整个过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组作物的光合作用速率，结果如下图所示。请回答下列问题。

（1）该实验的自变量是__________，与甲组相比，乙组作物光合作用速率较高的原因是__________。

（2）当环境中CO₂浓度增大至两倍时，光合作用速率并未增加到两倍，原因是暗反应所需的___________（物质）有限。

（3）丙组的光合作用比甲组低，从固定CO₂的酶的角度分析，推测其原因可能是__________。

Answer

作物的种类和处理的CO2的浓度 乙组提供的CO2浓度高，所以单位时间内与C5化合物结合生成C3的量增加，光合作用产物的量增加 ATP和[H] 丙组在高浓度CO2条件下，导致固定CO2的酶的数量和活性降低，而当降低CO2浓度时，酶的数量和活性未能恢复

【解析】

如图表示以大豆、甘薯、花生、水稻作实验材料，分别进行三种不同实验处理：甲组提供大气CO2浓度（375μmol•mol-1），乙组提供CO2浓度倍增环境（750μmol•mol-1），丙先在CO2浓度倍增环境中培养60d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合速率得到的柱形图，其中对于三种植物来说，乙组处理光合速率最大，丙组处理光合速率最小。

（1）本实验自变量是作物的种类和处理的CO2的浓度；相对于甲组，乙组提供的CO2浓度高，所以单位时间内与C5化合物结合生成C3的量增加，光合作用产物的量增加，光合作用速率较高。

（2）随着CO2浓度倍增，由于光反应产生ATP和[H]有限，所以光合作用速率并未增加到两倍

（3）丙组先在CO2浓度倍增环境培养60天，再在甲组条件下培养7天，当在高浓度CO2条件下，导致固定CO2的酶的数量和活性降低，而当降低CO2浓度时，酶的数量和活性未能恢复，所以光合作用速率比甲组低。