29.某地属于中温带干旱气候区,随着气温升高和干旱加剧,当地农业研究所为研究气候变化对枸杞生长的影响,进行了相关实验,实验结果如图所示。回答下列问题:
(1) 图中实验的自变量是__________。
(2)Rubisco酶能催化CO2和RUBP(C5)反应生成C3,Rubisco酶主要分布在叶肉细胞的__________中,干旱胁迫会导致Rubisco酶的活性下降,从而直接导致暗反应中__________减慢。
(3)干旱胁迫条件下,植物的水分供应不足会导致净光合速率降低,从光反应和暗反应的角度分析,原因是__________。高温处理会__________(填“增强”或“减弱”)这种影响。
(4)植物果实的发育要经历青果期到成熟期的过程,在青果期,随着干旱胁迫加剧,果实中糖等营养物质的含量不断降低,而在成熟期,轻度干旱时果实中糖等营养物质的含量最高。据此推测,若要提高枸杞果实的产量和品质,可以采取的措施是__________。
【答案】
(1) 温度和干旱程度
(2) 叶绿体基质 二氧化碳的固定
(3) 水分供应不充足,导致光反应产生的ATP、NADPH减少,C3的还原减慢进而使净光合速率下降 增强
(4)在青果期保证水分供应充足和 在成熟期进行轻度干旱处理
【分析】分析题意,本实验目的是探究气候变化对枸杞生长的影响,实验的自变量是温度和干旱程度,因变量是净光合速率,据此分析作答。
【详解】
(1)据图分析,本实验的自变量是温度(正常温度和高温)和干旱程度(正常水分、中度干旱和重度干旱)。
(2)分析题意,Rubisco酶能催化CO2和RUBP(C5)反应生成C3,该过程是暗反应过程,场所是叶肉细胞的叶绿体基质中;Rubisco酶能催化二氧化碳的固定,故干旱胁迫会导致Rubisco酶的活性下降,从而直接导致暗反应中二氧化碳的固定减慢。
(3)在光反应阶段,光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后,将水分解,形成ATP和NADPH,从而使光能转化成ATP中的化学能,所以水分供应不足会导致光反应的产物ATP和NADPH减少,从而影响暗反应中C3的还原,使得有机物合成减少,净光合速率降低;由于高温会使植物的气孔关闭,导致吸收二氧化碳量的减少,从而进一步抑制光合作用的进行,净光合速率降低。
(4)由题意可知,在青果期随着干旱加剧,果实中的营养物质含量减少,所以在青果期应该给予充足的水分;而在成熟期轻度干旱可以积累果实中的营养物质,故在成熟期可以适当减少水分供应,适当轻度干旱处理,从而保证枸杞果实的产量和品质。
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