Question

【题目】为研究供氮水平对马尾松幼苗光合作用的影响，某研究小组采用沙培方法，每天定时浇灌含不同氮素浓度的培养液，适宜条件下培养一段时间后，分别测定各组马尾松幼苗针叶的相关指标，结果如图所示。请回答下列问题:

注:羧化酶能催化CO2的固定;气孔导度指的是气孔张开的程度。

（1）马尾松幼苗从培养液中吸收的氮元素可用于合成____________和羧化酶等物质，其中前者能吸收和转化光能

（2）该实验的因变量有______。若设置培养液中氮素浓度为零的组别，则该组不能称为对照组，理由是_____________.

（3）该实验中，培养液中氮素浓度在1mmol/L条件下，马尾松幼苗的叶肉细胞中，叶绿体在光反应阶段产生的O2的去路有_____________

（4）根据实验结果推测，当培养液中氮素浓度大于8mmol/L以后，马尾松幼苗叶肉细胞间CO2浓度会变大，原因是____________

Answer 1

【答案】叶绿素（或光合色素） 净光合速率、叶绿素含量、气孔导度、羧化酶含量等 马尾松幼苗不能在无氮培养液中正常生长，因此不能作为对照组 进入线粒体用于细胞呼吸和释放到外界环境 气孔导度不变，但羧化酶含量减少，CO2消耗速率降低

【解析】

分析图中的曲线可知，随着培养液中氮素浓度的增加，叶绿素含量不断增多，气孔导度先增加后不变，羧化酶含量先增加后减少，净光合速率先增加后降低。

光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。

光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。

（1）氮元素进入叶肉细胞后形成的化合物中，能吸收并转化光能的物质是叶绿体中的色素，存在于叶绿体的类囊体膜上；

（2）该实验在研究氮素浓度对净光合速率、叶绿素含量、气孔导度、羧化酶含量的影响，净光合速率、叶绿素含量、气孔导度、羧化酶含量都是因变量。

（3）该实验中，培养液中氮素浓度在1mmol/L的条件下，马尾松幼苗叶肉细胞中，叶绿体在光反应阶段产生的O2，只有一部分能扩散到该细胞的线粒体中被迫消耗掉，原因是净光合速率大于零，光合产O2速率大于呼吸耗O2速率．
（4）根据实验结果推测，当培养液中氮素浓度大于8mmol/L以后，马尾松幼苗针叶的胞间CO2浓度增大，但气孔导度不变，即胞间CO2浓度来源不变。所以原因应为去路减小，即羧化酶含量减少，CO2消耗速率降低．