Question

【題目】如圖甲為某綠色植物葉片凈光合速率（以CO2吸收速率表示）與胞間CO2濃度（Ci）的日變化曲線，圖乙表示在CO2充足的條件下，該植物葉片光合速率(mgCO2·cm-2·h-1)與光照強度、溫度的關系。請據圖回答下列有關的問題：

(1)圖甲中13時，葉綠體中合成C3的速率________（填“高于”、“等于”或“低于”）11時，17時后葉片的Ci速率快速上升，其原因是___________________________。葉片的Pn先后兩次下降，主要限制因素分別是________________________。

(2)在圖乙中，當溫度為10℃時，如果將光照強度由4 klx瞬時提高至8 klx，此時該植物葉綠體內的C3含量將________(填“升高”“降低”或“基本不變”)，原因是___________________________。若在此溫度下，植物的呼吸速率為2mgCO2·cm-2·h-1，假設每日光照強度為4klx持續時間為12小時，此狀態下植物_________（填“能”或“不能”） 正常生長。

(3)若溫度為20℃時，該植物的呼吸速率為4mgCO2·cm-2·h-1，則該植物在溫度為20℃、光照強度為8 klx條件下放置11小時后每平方厘米的葉片光合作用制造的葡萄糖量為________mg。

Answer 1

【答案】低于 光合速率減小，導致CO2在胞間積累 CO2濃度和光照強度 基本不變 在此溫度下，4klx已經達到光飽和點，因此隨光照強度的提高，光合作用強度基本不變 不能 30

【解析】

影響光合作用速率的因素，包括二氧化氮濃度、光照強度等。二氧化碳濃度通過影響暗反應、影響光反應，進而影響光合作用；光照強度通過影響光反應產生的還原氫、ATP，進而影響暗反應，而影響光合作用。

題圖葉片凈光合速率11點-13點下降，同時胞間二氧碳濃度也在下降，但光照強度增大，因此該階段凈光合速率下降的原因可能是胞間二氧化碳濃度降低；15點以后，凈光合速率下降，此時胞間二氧化碳濃度增大，由此推測引起凈光合速率下降的因素不再是胞間二氧化的濃度，而是因為15點之后光照強度逐漸減弱而影響了光合作用強度。圖乙表示光照強度和溫度對光合作用強度的影響。

(1)圖甲中13時的凈光合速率低于11時，故可推出此時葉綠體中合成C3的速率低于11時，17時后葉片的Ci速率快速上升，其原因是此時光合速率減小，利用的CO2減少，導致CO2在胞間積累。由分析可知：葉片的Pn先后兩次下降，主要限制因素分別是CO2濃度和光照強度。

(2)在圖乙中，當溫度為10℃時，如果將光照強度由4 klx瞬時提高至8 klx，此時該植物葉綠體內的C3含量將基本不變，原因是在此溫度下，4klx已經達到光飽和點，所以即便光照強度再提高，光合作用強度也基本不變。若在此溫度下，植物的呼吸速率為2mgCO2·cm-2·h-1，假設每日光照強度為4klx持續時間為12小時，則該植物的凈光合速率為：（2+2）×12-24×2=0，沒有有機物的積累，故此狀態下植物不能正常生長。

(3)若溫度為20℃時，該植物的呼吸速率為4mgCO2·cm-2·h-1，則該植物在溫度為20℃、光照強度為8 klx條件下放置11小時后的凈光合速率為：4×11=44 mgCO2·cm-2，轉換為每平方厘米的葉片光合作用制造的葡萄糖量就是30mg。