Question

15．为研究CO₂浓度和矿质元素含量对植物光合作用的影响，有人用同一环境中生长的两种植物，在适宜条件下做了模拟试验，结果如下表，请据此回答问题．

项    目	物 种	355μmol•mol-1的CO2		539μmol•mol-1的CO2
		不施磷肥	施磷肥 20kg•hm-2•a-1	不施磷肥	施磷肥 20kg•hm-2•a-1
光合速率 μmol•m-2•s-1	欧州蕨	2.18	3.74	3.62	5.81
	石 楠	1.37	6.76	5.43	15.62

（1）题干中的适宜“条件”是指温度、光照、水分 （至少两个）等．
（2）根据实验结果，施磷肥对石楠 的光合作用影响更大．磷被植物吸收后可用于合成ATP、ADP、[H]、磷脂
（至少两种）物质，以促进光合作用．
（3）中耕松土能促进根细胞的有氧呼吸，从而促进离子吸收．能否吸收某种无机盐离子以及吸收的多少，取决于根细胞膜上载体的种类和数量．
（4）CO₂浓度主要影响光合作用的暗 反应，如果将CO₂浓度从355μmol•mol^-1迅速提高到539μmol•mol^-1，植物细胞叶绿体中C₅的浓度将降低．
（5）如图表示欧州蕨在夏季晴朗的某一天CO₂吸收量的变化曲线．该植物进行光合作用的时间区段是A-H．在C时刻光合作用的速率是44mg/dm²．h CO₂．
（6）据图推测，在时间C-D段与E-H段曲线下降可能的原因，前者是温度高气孔关闭，CO₂吸收少，直接影响暗反应；后者是光照强度降低影响光反应，光合作用的速率降低．

Answer 1

分析 影响光合作用速率的环境因素有C02浓度、温度、光照强度．CO₂浓度影响光合作用的暗反应，温度是影响酶的活性，从而影响光合作用，光照强度影响光反应，矿质元素被植物吸收后，合成与光合作用有关的物质，如ATP、ADP、[H]、磷脂，影响植物光合作用．
由图分析可知，OA段，植物只进行呼吸作用；
A、H点时，光合作用强度等于呼吸作用强度；AB段和FH段，光合作用强度小于呼吸作用强度；
A-H段，呼吸作用释放的二氧化碳减少，说明光合作用进行着，并光合作用强度大于呼吸作用强度；
CD段曲线下降的原因是温度高气孔关闭，二氧化碳吸收少，直接影响暗反应；在时间EH段曲线下降原因是光照强度降低影响光反应，光合作用的速率降低．

解答 解：（1）本题研究二氧化碳浓度和矿质元素含量对植物光合作用的影响，除了二氧化碳浓度和矿质元素含量外，其余的都为无关变量，即题干中的适宜“条件”是指无关变量，可能是温度、光照、水分等．
（2）根据实验结果，发现施磷肥和不施磷肥差别最大的是石楠，因而施磷肥对石楠的光合作用影响更大．磷被植物吸收后可用于合成ATP、ADP、[H]、磷脂，以促进光合作用．
（3）中耕松土能促进根细胞的有氧呼吸，产生的能量增加，从而促进离子吸收．能否吸收某种无机盐离子以及吸收的多少，取决于根细胞膜上载体的种类和数量．
（4）CO₂浓度主要影响光合作用的暗反应，如果将CO₂浓度从355μmol•mol^-1迅速提高到539μmol•mol^-1，即CO₂浓度升高，植物细胞中五碳化合物的消耗量增加，但是五碳化合物的生成量不变，植物细胞叶绿体中C₅的浓度将减少．
（5）从图中可以看出，A-H段，呼吸作用释放的二氧化碳减少说明光合作用进行着，光合作用速率=净光合速率-呼吸速率，在C时刻光合作用的速率是36-8=44mg/dm²．h CO₂．
（6）在时间C-D段，曲线下降的原因是温度高气孔关闭，二氧化碳吸收少，直接影响暗反应；在时间E-H段曲线下降原因是光照强度降低影响光反应，光合作用的速率降低．
故答案为：
（1）温度、光照、水分
（2）石楠          ATP、ADP、[H]、磷脂（任两个）
（3）有氧呼吸      载体的种类和数量
（4）暗        降低
（5）A-H         44
（6）温度高气孔关闭，CO₂吸收少，直接影响暗反应      光照强度降低影响光反应，光合作用的速率降低

点评 本题综合考查了温度对光合速率和呼吸速率的影响的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；理论联系实际，能用数学方式准确的描述生物学方面的内容，以及数据处理能力；综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力．