1. 番茄植株不耐高温,其生长的适宜温度和光照分别为15~32℃,500~800μmol。我国北方日光温室夏季栽培过程中常遭遇,35℃亚高温并伴有强光辐射,会造成作物减产。
(1) 下图中PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,具有吸收、传递、光能的作用。据图甲分析,建立类囊体薄膜两侧H+浓度差的过程有:、NADPH的合成消耗H+等。

(2) 为研究亚高温高光强对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标如下表。

组别

温度

光照强度(μmol·m-2·s-1

净光合速率(μmol·m-2·s-1

气孔导度(mmol·m-2·s-1

胞间CO2浓度(ppm)

Rubisco(酶)活性(U·mL-1

对照组(CK)

25℃

500

12.1

114.2

308

189

亚高温高光强组(HH)

35℃

1000

1.8

31.2

448

61

注:两组实验,除温度和光照有差异外,其余条件均相同且适宜。

由表中数据可以推知,HH条件下番茄净光合速率下降的主要原因是(填“气孔导度下降”“Rubisco活性下降”或“气孔导度下降和Rubisco活性下降”),做出此判断的理由是。此条件下短时间内光反应产物NADPH和ATP在叶绿体中的含量(填“增加”“降低”或“不变”),番茄所吸收的光能已经是过剩光能,其对植物体产生危害。

(3) 植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSⅡ复合物的组成部分,对维持PSⅡ的结构和功能起重要作用。已有研究表明在高温高光强下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光强逆境的关系进行了如下研究。

利用番茄植株进行了三组实验,1组的处理同(2)中的CK,3组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光强(HH)下培养。定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如图乙,请写出2组的处理:。根据以上信息尝试解释植物缓解亚高温高光强抑制光合作用的机制

【考点】
光合作用的过程和意义; 影响光合作用的环境因素;
【答案】

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2. 影响植物光合作用的因素包括外界因素和内部因素,外界因素如光照、温度、二氧化碳浓度、水、矿质元素等,内部因素如不同种类的植物、同种植物不同生长发育时期等。已知PEPC(PEP羧化酶)对CO2的亲和力高于Rubisco(另一种羧化酶)对CO2的亲和力,C4植物含有PEPC和Rubisco,C3植物含有Rubisco,二者光合作用固定CO2的途径有差别。下图1是探究外界因素对某植物净光合速率影响的结果,图2是探究光照强度对甘蔗和烟草光合作用影响结果。请分析回答下列问题:

(1) 图1显示,探究外界因素对某植物净光合速率影响的实验中,设置的自变量是。CO2浓度大于c时,曲线B和C所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是;d点之后,A曲线所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的植物内部因素很可能是(答一点即可)。
(2) 图2显示,是C4植物,判断依据是
(3) 探究温度对甘蔗和烟草光量子效率(吸收1个光量子所能吸收的CO2分子数)的影响,得到下图3所示的结果。与30℃相比,在40℃条件下,甘蔗的光量子效率比烟草(填“高”或“低”),其原因是(至少答3点)。

(4) 某同学设计如下实验探究外界因素对植物光合作用的影响:把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的如图4所示玻璃钟罩内,其中A不密封,B、C密封;B内培养皿中盛有Ba(OH)2溶液,A、C内培养皿中盛有蒸馏水,各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。

此实验的目的是。三个钟罩内幼苗生长量由大到小依次为

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