Question

【题目】下图1表示光合作用的两个阶段；图2表示研究人员探究不同CO2浓度和降水量对华北地区玉米净光合速率影响的实验结果，其中设计的三组实验数据分别为：

①C390+W0组：390μmol/mol的大气CO2和自然降水量；

②C550+W0组：550μmol/mol的大气CO2和自然降水量；

③C390+W15组：390μmol/mol的大气CO2和降水量增加15%。

其中C390为标准的大气CO2浓度，P点位于C390+W0组曲线上，且此时的光照强度为600LX。

(1)图1中，阶段1发生在_________(结构)，该结构上的色素具有的主要功能是___________。若突然停止光照，图1中X的含量________(填“升高”不变”或“降低”)。

(2)图2的实验设计中，C390+W0组起________作用；P点时，仅增加15%的降水量对玉米净光合速率的提升作用比仅升高CO2浓度到550μmol/mol的提升作用效果____________。

(3)C390+W15组实验的结果说明，适当增加降水量可提高玉米的净光合速率，可能的原因是_______________________________________________________________________。

(4)上述实验___________(填“能”或“不能”)证明大气CO2浓度升高至550μmol/mol和降水量增加15%这两种因素的共同作用将更大程度地提高玉米的净光合速率。若能，请说明理由；若不能，请写出实验组设计方法，___________________________________________。

Answer 1

【答案】类囊体薄膜 吸收和转化光能 升高 对照 明显 适当增加降水量可提高气孔的开放度，增加玉米对CO2的摄入量，从而促进光合作用 不能 增设“C550+W15”的实验组

【解析】

据图图1表示光合作用的过程，其中X是三碳化合物，阶段1是光反应阶段，阶段2是暗反应阶段。图2三条曲线表明适当增加降水可提高气孔的开放度，增加玉米CO2的摄入量，进而提高净光合速率，仅升高CO2浓度对净光合速率的促进作用没有增加降水量对玉米净光合速率的提升明显。据此分析作答。

（1）图1中阶段1表示光反应阶段，反应场所是叶绿体的类囊体薄膜，其上的叶绿素a具有吸收、传递和转化光能的作用，物质X表示三碳化合物，若突然停止光照，光反应立即停止，ATP和[H]不再生成，三碳化合物会由于[H]和ATP的减少而还原受阻，而短时间内二氧化碳固定生成三碳化合物的速率不变，所以三碳化合物的含量增加。
（2）C390+W0组的处理条件为：390μmol/mol的大气CO2和自然降水量，所以该组为对照组。由图可知，不同处理条件下P点时净光合速率：C390+W15组＞C550+W0组＞C390+W0组，所以仅增加15%的降水量对玉米净光合速率的提升作用比仅升高CO2浓度到550μmol/mol的提升作用效果明显。

（3）干旱条件下植物为了减少蒸腾作用散失水分，会出现气孔关闭，而适当增加降水量可提高气孔的开放度，增加玉米对CO2的摄入量，从而促进光合作用。

（4）据图2显示这两种因素单独作用都在一定的光照强度下能提高净光合速率，所以，它们单独作用都能促进玉米有机物的积累，从而促进产量的提高。据此可以预估两个因素共同作用可以更好地提高玉米产量。但是仅根据上述实验结果还不能做出判断，还缺乏数据支持，应增设“C550+W15”（即CO2浓度为550μmol/mol和降水增加15%）的组，进行实验，再对结果作分析和判断。