Question

【題目】為研究CO2濃度對香糯水稻凈光合速率和氣孔導度的影響，研究人員分別在晴天和陰天測定了香糯水稻在大氣CO2濃度和高CO2濃度下的凈光合速率和氣孔導度（注：氣孔導度是指氣孔張開的程度），結果如下圖所示。請回答下列問題：

（1）在晴天、大氣CO2濃度下，香糯水稻葉肉細胞中H2O作為原料參與的生理過程主要發生在_________（填細胞器的具體部位）。

（2）分析圖1可知，晴天時高CO2濃度組和大氣CO2濃度組的凈光合速率差值較大，而陰天時這種差值明顯縮小，從光合作用過程的角度分析原因是_________。

（3）植物綠葉通過氣孔從外界吸收CO2，分析圖1和圖2發現：無論晴天還是陰天，高CO2濃度組的氣孔導度均小于大氣CO2濃度組，而高CO2濃度組的凈光合速率均大于大氣CO2濃度組（假設所有組別香糯水稻的呼吸速率相同），出現這種現象的原因是__________________。

（4）某實驗小組的同學們為探究“高CO2濃度是否也會使香糯水稻的呼吸速率增大”，設計并進行了以下實驗：

①將若干生理狀況相同的香糯水稻隨機均等分成甲、乙兩組；

②甲組置于大氣CO2濃度下，乙組置于高CO2濃度下，兩組均置于_________環境，其他條件相同且適宜；

③一段時間后，測定_________的吸收量。

④得出的實驗結果和結論：若_________，說明高CO2濃度不會使水稻呼吸速率增大；否則，則說明高CO2濃度會使水稻呼吸速率增大。

Answer 1

【答案】線粒體基質和葉綠休類囊體薄膜 陰天時光照強度不足，光反應產生的[H]和ATP較少，還原的CO2少，多余的CO2沒有被暗反應利用 與大氣CO2濃度組相比，高CO2濃度組細胞內外CO2的濃度差較大，向細胞擴散的速率較快，因此無需較大的氣孔導度即可滿足植物對CO2的需求 黑暗（或無光） O2 甲組水稻吸收O2的量大于（或等于）乙組

【解析】

分析圖1可知，無論是晴天還是陰天，高CO2濃度組的凈光合速率均高于大氣CO2濃度組。分析圖2可知，無論是晴天還是陰天，高CO2濃度組的氣孔開度均小于大氣CO2濃度組。

（1）在晴天、大氣CO2濃度下，香糯水稻葉肉細胞中H2O作為原料參與的生理過程主要為有氧呼吸第二階段和光合作用光反應，分別發生在線粒體基質和葉綠體類囊體薄膜上。

（2）由于陰天時光照強度不足，光反應產生的[H]和ATP較少，還原的CO2少，多余的CO2沒有被暗反應，所以晴天時高CO2濃度組和大氣CO2濃度組的凈光合速率差值較大，而陰天時這種差值明顯縮小。

（3）植物綠葉通過氣孔從外界吸收CO2，其擴散的速率與濃度差有關。分析圖1和圖2發現：無論晴天還是陰天，高CO2濃度組的氣孔導度均小于大氣CO2濃度組，而高CO2濃度組的凈光合速率均大于大氣CO2濃度組（假設所有組別香糯水稻的呼吸速率相同），出現這種現象的原因是：與大氣CO2濃度組相比，高CO2濃度組細胞內外CO2的濃度差較大，向細胞擴散的速率較快，因此無需較大的氣孔導度即可滿足植物對CO2的需求。

（4）本實驗為探究“高CO2濃度是否也會使香糯水稻的呼吸速率增大”，即自變量為CO2濃度的高低，因變量為呼吸速率的大小，由于植物在光下既進行光合作用又進行呼吸作用，為排除光合作用對實驗結果的影響，應將實驗裝置置于黑暗條件下，即②甲組置于大氣CO2濃度下，乙組置于高CO2濃度下，兩組均置于黑暗環境，其他條件相同且適宜；

③呼吸速率的大小可用氧氣的吸收量或二氧化碳的釋放量來表示，根據題意可知，一段時間后，測定的是氧氣的吸收量。

④高CO2濃度可能會使呼吸速率不變，也可能會使呼吸速率變小，也可能會使呼吸速率變大，所以若甲組水稻吸收O2的量大于（或等于）乙組，說明高CO2濃度不會使水稻呼吸速率增大；否則，則說明高CO2濃度會使水稻呼吸速率增大。