Question

3．氮肥是农业生产必不可少的肥料．现有某科研小组为研究氮水平对玉米幼苗光合作用的影响，在实验室利用缺少氮元素的完全培养液培养玉米幼苗，定时给各组培养液添加不同浓度的氮元素，培养一段时间后，分别测定各组玉米幼苗相关指标的相对值，结果如表．请分析回答下列有关问题：

培养液中氮浓度（ mmol/L） （mmol/L） 各指标相对值	净光合速率	气孔导度	酸化酶含量
0	0.0	2.0	0.3
4	3.7	2.2	0.9
8	4.5	2.4	1.6
12	4.2	2.6	1.2
16	4.0	2.6	0.8

（1）据表中结果可知，适合玉米幼苗生长发育所需的最适（最经济）氮元素浓度是8mmol/L，在羧化酶等一系列酶的作用下，C3接受ATP释放的能量并被还原，随后再经一系列变化形成糖类和C₅．
（2）上述实验的培养液中氮元素浓度在4mmol/L的条件下，玉米幼苗叶肉细胞中，在叶绿体光反应阶段产生的O₂能扩散到该细胞的线粒体中被消耗掉一部分（填“全部”或“一部分”），结合上表实验结果加以解释：净光合速率大于零（或光合作用产生O₂速率大于呼吸作用消耗O₂速率）．
（3）有实验结果推测，当培养液中氮元素浓度大于12mmol/L时，玉米幼苗叶肉细胞的胞间CO₂浓度变化趋势是升高（填“降低”“升高”或“不变”），结合如表实验结果加以解释：气孔导度不变，但羧化含量减少，CO₂消耗速率降低．

Answer 1

分析 分析表格中可知，随着培养液中氮素浓度的增加，净光合速率均有一定程度的增加，在8左右时最高；气孔导度先增加后不变，羧化酶含量先增加后减少．
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．

解答 解：（1）据上述实验结果可知，当氮元素浓度是8mmol/L时，玉米幼苗净光合速率最大，最适合生长发育．进入叶绿体的CO₂必须在羧化酶等酶的作用下，形成C₃后才能接受ATP释放的能量并被还原，随后再经一系列变化形成糖类和C₅．
（3）该实验中，培养液中氮素浓度在4mmol/L的条件下，玉米幼苗叶肉细胞中，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12mmol/L以后，气孔导度不变，但羧化酶含量减少，CO₂消耗速率降低，因此玉米幼苗叶肉细胞的胞间CO₂浓度增大．
故答案为：
（1）8     糖类和C₅
（2）一部分   净光合速率大于零（或光合作用产生O₂速率大于呼吸作用消耗O₂速率）
（3）升高       气孔导度不变，但羧化含量减少，CO₂消耗速率降低

点评 本题考查了影响光合作用的环境因素，要求考生识记光合作用过程中的物质变化，掌握环境因素对光合作用过程的影响，并结合表格信息准确答题．