Question

【题目】昼夜温差是由白天温度的最高值和夜间温度的最低值之差决定的。为研究正、负昼夜温差对果实膨大期番茄光合作用的影响，在人工气候室内设置5个昼夜温差水平，即-18℃（16℃/34℃）、-12℃、19℃/31℃）、0℃（25℃/25）、+12（31℃/19℃）、+18℃（34℃/16℃），结果如下表所示（气孔导度表示气孔张开的程度，各数据的单位不作要求）。请回答下列问题：

项目	昼夜温差处理（℃）
	-18	-12	0	+12	+18
净光合速率	6．20	7．32	9．45	14．34	12．16
叶片气孔导度	0．15	0．16	0．20	0．24	0．22
叶绿素a含量	1．63	1．72	1．81	2．20	2．01
叶绿素b含量	0．48	0．54	0．63	0．81	0．72

（1）温度主要通过影响________来影响植物代谢活动。叶片气孔导度的大小、叶绿素含量分别通过直接影响________、________来影响番茄的光合速率。

（2）实验以零昼夜温差为对照，在日平均温度________（填“相等”或“不等”）的情况下设置昼夜温差。由上表分析，若要进一步确定最有利于有机物积累的昼夜温差，接下来的操作应该是________。

（3）与昼夜温差为+12℃条件下的净光合速率相比，昼夜温差为+18℃条件下的净光合速率较低，原因是____________________________________。

Answer 1

【答案】酶的活性 二氧化碳的吸收（或暗反应） 光能的吸收和转化（或光反应） 相等 在昼夜温差为0~+18℃的范围内，缩小温度梯度重复实验 高昼温条件下，叶片气孔导度、叶绿素含量均下降，导致光合速率下降（或昼温较高引起呼吸速率升高）

【解析】

影响光合作用的环境因素。
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

（1）酶的活性受温度、pH等外界条件的影响，温度主要通过影响酶的活性来影响植物代谢活动。叶片气孔导度的大小直接影响胞间二氧化碳浓度的高低，进而影响了暗反应的进行；叶绿素能吸收、传递和转化光能，叶绿素的含量多少直接影响光的吸收量，进而影响光合作用的光反应过程，最终影响了番茄的光合速率。

（2）本实验以零昼夜温差为对照，日平均温度为无关变量，故应在日平均温度相等的情况下设置昼夜温差。上表结果显示，在昼夜温差为0~+18℃的范围内，净光合速率出现了最大值，因此为进一步确定最有利于有机物积累的昼夜温差，应该是在昼夜温差为0~+18℃的范围内，缩小温度梯度重复实验，通过实验结果找到合适的昼夜温差。

（3）由上表分析，与昼夜温差为+12℃条件下的净光合速率相比，昼夜温差为+18℃条件下的净光合速率较低，是因为该条件下叶绿素a、b的含量低，光能吸收较少，产生的[H]、ATP少，且叶片的气孔导度小，吸收的二氧化碳浓度少，因此，净光合速率较低。