Question

【題目】為研究供氮水平對馬尾松幼苗光合作用的影響，某研究小組采用沙培方法，每天定時澆灌含不同氮素濃度的培養液，適宜條件下培養一段時間后，分別測定各組馬尾松幼苗針葉的相關指標，結果如圖所示。請回答下列問題:

注:羧化酶能催化CO2的固定;氣孔導度指的是氣孔張開的程度。

（1）馬尾松幼苗從培養液中吸收的氮元素可用于合成____________和羧化酶等物質，其中前者能吸收和轉化光能

（2）該實驗的因變量有______。若設置培養液中氮素濃度為零的組別，則該組不能稱為對照組，理由是_____________.

（3）該實驗中，培養液中氮素濃度在1mmol/L條件下，馬尾松幼苗的葉肉細胞中，葉綠體在光反應階段產生的O2的去路有_____________

（4）根據實驗結果推測，當培養液中氮素濃度大于8mmol/L以后，馬尾松幼苗葉肉細胞間CO2濃度會變大，原因是____________

Answer 1

【答案】葉綠素（或光合色素） 凈光合速率、葉綠素含量、氣孔導度、羧化酶含量等 馬尾松幼苗不能在無氮培養液中正常生長，因此不能作為對照組 進入線粒體用于細胞呼吸和釋放到外界環境 氣孔導度不變，但羧化酶含量減少，CO2消耗速率降低

【解析】

分析圖中的曲線可知，隨著培養液中氮素濃度的增加，葉綠素含量不斷增多，氣孔導度先增加后不變，羧化酶含量先增加后減少，凈光合速率先增加后降低。

光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成。

光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物。

（1）氮元素進入葉肉細胞后形成的化合物中，能吸收并轉化光能的物質是葉綠體中的色素，存在于葉綠體的類囊體膜上；

（2）該實驗在研究氮素濃度對凈光合速率、葉綠素含量、氣孔導度、羧化酶含量的影響，凈光合速率、葉綠素含量、氣孔導度、羧化酶含量都是因變量。

（3）該實驗中，培養液中氮素濃度在1mmol/L的條件下，馬尾松幼苗葉肉細胞中，葉綠體在光反應階段產生的O2，只有一部分能擴散到該細胞的線粒體中被迫消耗掉，原因是凈光合速率大于零，光合產O2速率大于呼吸耗O2速率．
（4）根據實驗結果推測，當培養液中氮素濃度大于8mmol/L以后，馬尾松幼苗針葉的胞間CO2濃度增大，但氣孔導度不變，即胞間CO2濃度來源不變。所以原因應為去路減小，即羧化酶含量減少，CO2消耗速率降低．