Question

【題目】在適宜的光照下，某科研小組以小麥為研究對象，以研究溫度、CO2濃度及氮肥對植物代謝的影響。實驗1是研究溫度對小麥光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖1所示。實驗2是在盆栽條件下，利用人工氣候室分別設置兩種CO2濃度和兩種施氮量的實驗處理，實驗材料分為四組，每一組種植10盆。在小麥抽穗期選擇晴天，用光合作用測定儀于上午8:30—11:30連續7天進行光合速率的測定，結果如圖2所示。請回答下列問題。

（1）圖a所示的結果表明溫度對光合作用和呼吸作用都有重要影響，其中與__________作用有關的酶的適宜溫度更高。溫度主要影響光合作用的__________階段，光反應階段產生的[H]和ATP用于暗反應中__________過程。在10℃時，光合作用速率__________（大于、小于）呼吸作用速率，光合作用速率與呼吸作用速率相等時對應的溫度是__________℃，溫度在__________℃時真光合作用速率最大。

（2）從圖b所示的實驗的結果可知最有利于小麥光合作用的條件組合是__________。N元素是光合作用中許多重要物質的組成成分，如果某同學要測定施氮后葉片葉綠素含量，可取葉片5克放入研缽加二氧化硅和碳酸鈣研磨，同時加入一定量的__________以提取色素，后再用____________________方法分離出葉綠素進行測定。

（3）在實驗b的研究過程中測定光合速率每天選定8:30—11:30這一時間段是為了控制__________等無關變量，題中可減少實驗誤差的措施有__________。

（4）要利用該裝置研究施加200mg·kg-1氮素肥料對植物呼吸作用的影響，利用該裝置需要在__________條件下測定。

Answer 1

【答案】 呼吸 暗反應 C3的還原 大于 40 30 高大氣CO2（或760μmol·mol-1或E）和200mg·kg-1施氮量 無水乙醇 紙層析法 光照強度、溫度 每一處理種植10盆和連續7天進行測定 黑暗

【解析】試題分析：實驗中的變量包括CO2濃度和施氮量，在二氧化碳濃度相同時，200mgkg-1施氮量的光合速率均高于施氮量為0的，在施氮量相同時，高大氣CO2濃度均高于正常大氣CO2濃度。

（1）據圖a分析可知，溫度對呼吸作用的酶的適宜溫度更高，溫度主要影響暗反應中相關酶的活性。光反應產生的[H]和ATP主要用于暗反應中的三碳化合物的還原過程。在10℃時，二氧化碳的吸收量大于0，說明光合速率大于呼吸速率。圖中，曲線與橫軸交于一點是40℃，說明光合作用速率與呼吸作用速率相等時對應的溫度是40℃。真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率，圖中溫度在30℃時真光合作用速率最大。
（2）由圖可知，最有利于小麥光合作用的條件組合是高大氣CO2和200mgkg-1施氮量，CO2濃度主要影響光合作用的喑反應過程中CO2的固定。葉綠體中的色素難溶于水易溶于有機溶劑，提取時所用的試劑是丙酮或無水乙醇，分離色素需要使用紙層析法。
（3）影響光合作用的因素有很多，為了使該實驗結果更加準確，無關變量應控制相同且遙宜，如光照強度和溫度；每一組種植10盆和連續7天進行測定都是為了減少偶然因素帶來的實驗誤差。
（4）黑喑條件下植物不進行光合作用，只進行細胞呼吸，因此在黑暗中測定呼吸作用較好。