Question

【題目】紫花苜蓿是具有世界栽培意義的蛋白質含量高、營養全面的優質牧草，被譽為“牧草之王”。公農1號是我國培育出的產量高、抗逆性強的紫花苜蓿品種。科研人員在北京市海淀區的試驗基地對當年播種且水肥適中、正處于分枝期的公農1號進行了光合作用的日變化觀測。請回答問題：

（1）紫花苜蓿捕獲光能的物質分布在______上，暗反應利用光反應產生的___和NADPH，在_______中將CO2轉化為三碳糖（三碳化合物)，進而形成淀粉和蔗糖。

（2）科研人員選取3個晴天，測定7：30到17：30的時段內，影響光合作用的外部因素的變化，3天觀測數據的平均值如下表。數據顯示，觀測時段內，空氣CO2濃度在7：30時最高，推測原因是________。

時間	環境光合有效輻射[μmo1/(m2.s)]	空氣CO2 (μ mol/mo1)	空氣相對濕度(%)	空氣溫度(OC)
7:30	422.1	443.1	41.5	18. 6
9:30	1232.3	413.8	32.8	22.2
11:30.	1297.2	405.7	23.1	28.2
13:30	872.5	415.5	19.1	30.4
15:30	641.3	373.9	23.1	26.6
17:30	158.3.	398.1.	25.9

（3）經測定，紫花苜蓿的凈光合速率如圖1，在7：30~9：30及13：30~17：30時段，凈光合速率的變化趨勢與光照強度(上表中環境光合有效輻射)的變化趨勢____，說明_____。11：30光照強度最強時，凈光合速率反而最低，說明紫花苜蓿存在“光合午休”現象。請結合圖1、圖2解釋這一現象對紫花苜蓿生存的意義____________。

（4）有研究表明，引起葉片光合速率降低的植物自身因素包括氣孔部分關閉引起的氣孔限制和葉肉細胞活性下降引起的非氣孔限制兩類，前者使胞間CO2濃度降低，后者使胞間CO2濃度升高。當兩種因素同時存在時，胞間CO2濃度變化的方向依賴于占優勢的因素，因此可根據胞間CO2濃度變化的方向來判斷哪個因素占優勢。請根據圖3判斷植物自身因素中引起紫花苜蓿“光合午休”的主要因素并寫出判斷依據__________________。

Answer 1

【答案】類囊體薄膜 ATP 葉綠體基質 在這段時間內光合作用速率小于呼吸作用速率，使環境中CO2濃度升高 一致 此時影響光合作用的主要因素是光照強度 中午部分氣孔的關閉可避免植物因水分過度散失而造成的損傷 葉肉細胞活性下降引起的非氣孔限制 紫花苜蓿葉片凈光合速率午間降低時，胞間CO2濃度升高，表明凈光合速率午間降低主要是由葉肉細胞活性下降引起的

【解析】

根據表格分析，在實驗時間范圍內，隨著時間的推移，環境光合有效輻射先增加后降低，11:30時最高；空氣CO2濃度逐漸降低；空氣相對濕度先降低后升高；空氣溫度先升高后降低。據圖分析，圖1和圖2中凈光合速率和蒸騰速率都先升高后降低、再升高再降低；圖3中胞間二氧化碳濃度先降低后逐漸升高。

（1）紫花苜蓿捕獲光能的物質是光合色素，分布于類囊體薄膜上；光反應為暗反應提供的物質是ATP和DNAPH，在葉綠體基質中將CO2轉化為三碳糖。

（2）觀測時段內，空氣CO2濃度在7：30時最高，是因為在此之前的一段時間內光合作用速率小于呼吸作用速率，使環境中CO2濃度升高。

（3）據圖分析可知，在7：30~9：30及13：30~17：30時段，圖1凈光合速率和表格中的光照強度(上表中環境光合有效輻射)的變化趨勢是一致的，說明此時影響光合作用的主要因素是光照強度。圖1和圖2的曲線在中午都出現了下降的現象，即午休現象，此時光照強度太高，部分氣孔的關閉可避免植物因水分過度散失而造成的損傷。

（4）已知引起葉片光合速率降低的植物自身因素包括氣孔部分關閉引起的氣孔限制和葉肉細胞活性下降引起的非氣孔限制兩類，前者使胞間CO2濃度降低，后者使胞間CO2濃度升高。當兩種因素同時存在時，胞間CO2濃度變化的方向依賴于占優勢的因素。據圖分析，紫花苜蓿葉片凈光合速率午間降低時，胞間CO2濃度升高，表明凈光合速率午間降低主要是由葉肉細胞活性下降引起的，即植物自身因素中引起紫花苜蓿“光合午休”的主要因素是葉肉細胞活性下降引起的非氣孔限制。