红叶石楠是常见的景观植物，其上部新发嫩叶为红色，下部成熟叶片为绿色，现欲通过实验对红叶石楠的红叶和绿叶的光合蒸腾特性进行分析。回答下列问题：

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1. 红叶石楠是常见的景观植物，其上部新发嫩叶为红色，下部成熟叶片为绿色，现欲通过实验对红叶石楠的红叶和绿叶的光合蒸腾特性进行分析。回答下列问题：

(1) 实验步骤：

①材料选择及测定：挑选6棵在同一生长环境中的的红叶石楠样株；在每株样的株冠部分别选择6片向阳、健康且叶片形状及大小基本一致的红叶和绿叶。

②实验数据收集：利用便捷式光合测定仪在测定各叶片的气孔导度、蒸腾速率、净光合速率等数据，每片叶片测定重复3次，记录。

③。

部分实验结果如下：

(2) 光合作用在红叶石楠叶肉细胞的中进行，其中将CO₂固定还原形成糖的反应被称为，该反应中的还原剂是。据图1分析，红叶石楠的红叶比绿叶净光合速率更高，可能的内因是。

(3) WUE是研究植物有效利用水资源的指标，计算公式为WUE=Pn/Tr。随着外界环境不断变化，红叶的WUE始终低于绿叶，说明与绿叶相比，红叶通过以适应试验期间的外部环境。

(4) 研究者继续对实验中的各项指标进行相关性分析。

表1各检测指标的相关性分析汇总表

指标	净光合速率P_n	气孔导度G_s	胞间CO₂浓度C_i	蒸腾速率T_r	光合有效辐PAR	大气CO₂浓度C_i	空气温T_s	相对湿度RH
G_s	0.959**
C_i	00.303	0.419
T_r	0.975**	0.964**	0.367
PAR_i	0.591*	0.591*	-0.142	0.53
C_i	0.651*	0.645*	0.253	-0.668*	-0.749**
T_s	0.517	0.538	-0.071	0.43	0.961**	-0.651*
RH	-0.295	0.353	0.073	-0.233	-0.867**	0.415	-0.89**
WUE	-0.857**	0.867**	-0.242	-0.907	-0.55	0.808*	-0.438	0.171

注；数值>0，代表正相关，数值<0，代表负相关，**代表极且著相关，*代表显著相关。

据表分析，与红叶石楠净光合速率呈极显著正相关的指标有。表中数据显示，气孔导度与胞间CO₂浓度这两个值之间不存在显著相关性，最可能原因是：。绿叶在12：00蒸腾速率出现低谷，其最可能原因（填“是”或“不是”）受气孔导度限制。请根据相关性关系，画出红叶石楠红叶和绿叶的气孔导度（Gs）的日变化曲线。

【考点】

影响光合作用的环境因素; 光合作用原理的应用;

【答案】

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实验探究题困难

1. 小麦是我国北方重要的农作物，科研人员利用小麦进行相关实验，结果如下表。请回答以下问题：

组别

叶绿素含量

（mg/g）

气孔导度

（mmol·m^-2·s^-1）

胞间CO₂浓度

（μmol·m^-2·s^-1）

净光合速率

（μmol·m^-2·s^-1）

对照组

1.16

0.42

304.97

17.28

遮阴组

1.57

0.26

304.63

7.93

(1) 净光合速率可用速率来表示。合理施肥是增产的重要措施。氮肥被农作物吸收后，可以参与合成（答出两种），从而提高光合作用速率。

(2) 据表分析，遮阴组限制光合作用的主要因素（填“是”或“不是”）气孔因素，原因是。小麦可通过，从而适应弱光环境。

(3) 小麦叶片的光合产物主要以（填物质名称）的形式运输到植株各处。科研人员获得一株小麦突变体，其叶片中蔗糖转化酶分解蔗糖的酶活性变高，据此推测该突变体籽粒淀粉含量（填“高”或“低”）。原因是。（已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖）

实验探究题普通

2. 光合作用过程中，光系统Ⅱ（PSⅡ）吸收光能用以裂解水分子。为探究芸苔素对低温胁迫下的PSⅡ和膜损伤程度的影响，研究人员用荔枝进行了相关实验，结果如图。图中Fv/Fm表示PSⅡ最大光化学量子产量，反映了植物进行光合作用的最大潜力；相对电导率与膜损伤程度呈正相关。

(1) 该实验的无关变量中，影响光合作用的主要环境因素有（答出2点即可）。根据PSⅡ的功能推测，PSⅡ位于叶绿体中的，水裂解后的产物为。

(2) 已知芸苔素具有细胞分裂素的生理功能，结合实验结果分析，气温回升后实验组光反应速率高于对照组的原因是。

(3) 叶肉细胞主要依靠气孔实现和外界CO₂的交换。芸苔素处理荔枝叶片会在表面形成一层保护膜，影响气体进出。低温胁迫后，保护膜不能马上分解，这会导致实验组的净光合速率（填“低于”或“等于”或“高于”）对照组。气温回升后，叶片的气孔导度呈现逐步上升的趋势，而胞间CO₂浓度的变化趋势却相反。请分析胞间CO₂浓度下降的原因。

实验探究题普通

3. 在碱胁迫下，植物为减少水分的蒸发而关闭气孔，导致光合作用的CO₂供应不足。为适应逆境，植物经长期进化形成光呼吸机制（光呼吸是光照和O₂充足，CO₂偏低时与光合作用同时发生的生理过程）。机理如图所示：

(1) 植物关闭气孔首先影响的是光合作用的阶段，该反应对应图中的（填“①”或“②”）过程。由图可知，光呼吸可以消耗光合作用光反应阶段生成的多余的，防止产物积累破坏细胞，对植物抵抗碱胁迫有重要的意义。

(2) 内生真菌生活在植物体内，为研究内生真菌与植物抵抗碱胁迫的关系，研究人员测定了碱胁迫下内生真菌对布顿大麦光合性能和生理特性的影响，结果如下表所示：

碱胁迫下内生真菌对布顿大麦植株光合性能和生理特性的影响

测试指标	是否带菌	碱处理mmol/L^-1
测试指标	是否带菌	0	50	100	150	200
净光合速率μmol/（m²·s）	带菌	3.31	3.19	2.3	1.27	1.25
净光合速率μmol/（m²·s）	不带菌	2.59	2.33	1.77	1.11	0.99
气孔导度μmol/（m²·s）	带菌	0.39	0.29	0.11	0.07	0.04
气孔导度μmol/（m²·s）	不带菌	0.27	0.1	0.05	0.04	0.03
胞间CO₂浓度μL/L^-1	带菌	983.06	873.88	791.64	791.66	791.68
胞间CO₂浓度μL/L^-1	不带菌	924.38	837.69	730.79	697.12	622.74

分析表中数据，带菌组布顿大麦在高浓度（150mmol/L^-1以上）碱胁迫下使气孔导度下降，但胞间CO₂浓度却基本不变。结合以上图表中信息推测，当光照和氧气充足时，带菌组布顿大麦用于暗反应的CO₂来源途径有（最少写出3点）。

(3) 研究表明，光呼吸消耗光合作用光反应阶段生成的产物，使暗反应的速率减小。与不带菌组相比带菌组布顿大麦净光合速率（填“增强”或“减弱”）。请从光呼吸的角度解释出现以上结果的原因。

实验探究题困难