Question

为探究低温对植物光合作用的影响，某研究小组将15℃生长的某品种植物置于10℃下低温处理，其他培养条件相同。一周后，测得叶肉细胞叶绿体内载体蛋白X（位于类囊体上，运载H⁺从高浓度到低浓度一侧并同时催化ATP的合成）含量下降，固定CO₂的酶Y含量下降；测得植物低温处理前后光合作用强度变化如图所示。请回答：

（1）H⁺通过类囊体膜的方式是______________，酶Y位于叶绿体_____________。

（2）由图可知在低温下利用_____________（填“弱光”或“强光”）的能力更强。

（3）综合题中信息及所学知识，植物最大光合速率下降的原因可能是低温处理降低了____________，从而影响了光合作用的____________阶段。

Answer

协助扩散基质弱光酶的活性和含量（及载体蛋白X含量）光反应和暗反应（答不全不给分）

【解析】本题结合实验考查影响光合作用的因素，意在考查考生理解相关知识的要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能利用所学知识解读曲线及题给材料，进行分析、推断，做出正确判断或得出正确结论的能力。

（1）根据题意，叶肉细胞叶绿体内载体蛋白X位于类囊体上，运载H+从高浓度到低浓度一侧并同时催化ATP的合成，可知H+通过类囊体膜的方式是协助扩散；光合作用固定CO2的过程发生在叶绿体基质的暗反应中，可知固定CO2的酶Y位于叶绿体基质中。

（2）图中曲线表明，在较弱光照条件下，15℃某品种植物比10℃下低温处理的光合作用强度弱，可知在低温下利用弱光的能力更强。

（3）温度可通过影响酶的活性影响光合作用，综合题中信息“低温处理会导致叶肉细胞叶绿体内载体蛋白X及固定CO2的酶Y含量下降”，推测植物最大光合速率下降的原因可能是低温处理降低了酶的活性和含量及载体蛋白X含量，从而影响了光合作用的光反应和暗反应阶段。

【点睛】

1.物质进出细胞的方式：

2.温度对光合作用的影响：

(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。

(2)曲线分析：

AB段

在B点之前，随着温度升高，光合速率增大

B点

酶的最适温度，光合速率最大

BC段

随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零

(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。