Question

15．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，高溫會導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降，甚至死亡．下面是關(guān)于不同程度高溫對黃瓜幼苗光合速率的影響及相關(guān)機(jī)制的研究．回答下列問題．

（1）由圖l可知，隨著溫度升高和高溫持續(xù)時間延長，黃瓜葉片凈光合速率下降，由此推測可能的原因有高溫影響酶的活性、氣孔關(guān)閉影響CO₂吸收．
（2）欲探究高溫造成的損傷是否可恢復(fù)，研究人員又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：將各組植株幼苗在中度高溫、極端高溫條件下分別處理1、3、5、7、9、11天，再轉(zhuǎn)入正常溫度條件下恢復(fù)生長，5d后測定其凈光合速率，得到圖2所示結(jié)果．分析圖2可得出結(jié)論：中度高溫7d內(nèi)對作物造成的損傷可基本恢復(fù)，極端高溫3d內(nèi)對作物造成的損傷可完全恢復(fù)．
（3）研究人員發(fā)現(xiàn)高溫還能誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生自由基從而影響到膜的穩(wěn)定性，同時發(fā)現(xiàn)熱激蛋白（HSP）是機(jī)體受到高溫傷害時，合成量迅速增加的一類應(yīng)激蛋白．據(jù)此分析：
①一方面HSP可以幫助變性的蛋白質(zhì)恢復(fù)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)而恢復(fù)功能，或者促進(jìn)變性的蛋白質(zhì)降解；另一方面，一些HSP與膜脂結(jié)合，限制了膜脂分子的運(yùn)動，降低膜的流動性，以穩(wěn)固膜的結(jié)構(gòu)．
②通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，高溫?zé)岷Τ跗诳赏ㄟ^外施一定濃度的Ca²⁺來緩解高溫?zé)岷�對作物減產(chǎn)的影響，可能的原因是Ca²⁺通過減少自由基的產(chǎn)生與積累來維持膜結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性．

Answer 1

分析 分析圖1：該實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度、時間，因變量為自由基產(chǎn)生速率．根據(jù)柱形圖可以看出，溫度越高，隨著時間的推移，自由基產(chǎn)生速率就越高．
分析曲線2可知，中度高溫對作物造成的損傷在7d內(nèi)可恢復(fù)，極端高溫對作物造成的損傷在3 d內(nèi)可恢復(fù)．

解答 解：（1）由圖1可知，高溫影響酶的活性，高溫破壞酶結(jié)構(gòu)，氣孔關(guān)閉影響CO₂吸收，因此隨著溫度升高和高溫持續(xù)時間延長，黃瓜葉片凈光合速率下降．
（2）將植株幼苗在中度高溫、極端高溫條件進(jìn)行處理，并分別在處理的第1、3、5、7、9、11 天轉(zhuǎn)入正常溫度條件進(jìn)行恢復(fù)生長，測定各處理恢復(fù)5d后的凈光合速率，由圖2中數(shù)據(jù)表明，中度高溫對作物造成的損傷在7d內(nèi)可恢復(fù)，極端高溫對作物造成的損傷在3d內(nèi)可恢復(fù)．
（3）①蛋白質(zhì)酶空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，其功能會喪失．HSP可以幫助變性的蛋白質(zhì)恢復(fù)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)而恢復(fù)功能，或者促進(jìn)變性的蛋白質(zhì)降解；另一方面，一些HSP與膜脂結(jié)合，限制了膜脂分子的運(yùn)動，降低膜的流動性，以穩(wěn)固膜的結(jié)構(gòu)．由此可見，HSP可以緩解高溫脅迫對植物造成的傷害．
②Ca²⁺通過減少自由基的產(chǎn)生與積累來維持膜結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性，所以高溫?zé)岷Τ跗诳赏ㄟ^外施一定濃度的Ca²⁺來緩解高溫?zé)岷�對作物減產(chǎn)的影響．
故答案為：
（1）下降　高溫影響酶的活性　氣孔關(guān)閉影響CO₂吸收
（2）7d內(nèi)　3d內(nèi)
（3）①空間結(jié)構(gòu)　流動
②減少自由基的產(chǎn)生與積累

點(diǎn)評 解答本題的關(guān)鍵是分析柱狀圖圖和曲線圖，分析隨著自變量溫度變化后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化及其原因．