Question

【題目】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)機制的研究。回答下列問題。

(1)由圖1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，推測可能的原因有_______、_______。

(2)欲探究高溫造成的損傷是否可恢復(fù)，研究人員又進行了如下實驗：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,5 d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_______天內(nèi)對作物造成的損傷可完全恢復(fù)，極端高溫_______天內(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)_______進而恢復(fù)功能，或者促進變性的蛋白質(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動，降低膜的_______性，以穩(wěn)固膜的結(jié)構(gòu)。

②進一步研究發(fā)現(xiàn)，高溫熱害初期可通過外施一定濃度的Ca2+來緩解高溫熱害對作物減產(chǎn)的影響，可能的原因是Ca2+通過_______來維持膜結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性。

Answer 1

【答案】高溫影響酶的活性 氣孔關(guān)閉影響CO2吸收 7 3 空間結(jié)構(gòu) 流動 減少自由基的產(chǎn)生與積累

【解析】

分析圖1：該實驗中，實驗的自變量為溫度、時間，因變量為葉片凈光合速率。根據(jù)柱形圖可以看出，溫度越高，隨著時間的推移，葉片凈光合速率越小。
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3d內(nèi)可恢復(fù)。

（1）由于高溫可破壞酶結(jié)構(gòu)，從而影響酶的活性，而氣孔關(guān)閉可影響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）分析圖2可知：中度高溫7天內(nèi)作物的凈光合速率幾乎不變，而7天后的凈光合速率降低，所以中度高溫7天內(nèi)對作物造成的損傷可完全恢復(fù)，同理可知，極端高溫3天內(nèi)對作物造成的損傷可完全恢復(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)進而恢復(fù)功能，或者促進變性的蛋白質(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，所以高溫熱害初期可通過外施一定濃度的Ca2+來緩解高溫熱害對作物減產(chǎn)的影響。