Question

6．为研究氮元素对植物光合作用的影响，科研人员利用缺氮的完全培养液培养玉米幼苗，一段时间后，分别测定各组玉米幼苗的气孔导度（气孔对水蒸气、CO₂等气体的传导度）和净光合速率相对值，将结果绘成曲线如下．请据图分析回答：
（1）随着培养液中氮浓度的增加，气孔导度先增加后不变，净光合速率先增加后降低．玉米幼苗生长发育所需的最适氮浓度为8mmol/L．
（2）培养液中氮浓度为4mmol/L时，叶绿体光反应阶段产生的O₂部分（填“部分”或“全部”）扩散到线粒体中被消耗掉，原因是光合作用产生O₂速率大于呼吸作用消耗O₂速率（或净光合速率大于0）．
（3）当培养液中氮浓度由12mmol/L增加到16mmol/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”），合理的解释是气孔导度不变，但净光合速率下降，CO₂消耗速率降低．
（4）沙尘天气影响玉米生长．一方面沙尘导致光照减弱直接影响叶绿体中ATP和[H]的产生，另一方面沙尘堵塞气孔影响暗反应阶段的CO₂固定，导致光合作用速率下降．

Answer 1

分析 据图分析：随着培养液中氮浓度的增加，气孔导度先增加后不变，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．

解答 解：（1）由图可知，：随着培养液中氮浓度的增加，气孔导度先增加后不变，净光合速率先增加后降低．图中，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．
（2）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．
（3）培养液中氮浓度由12mmol/L增加到16mmol/L时，气孔导度不变，但羧化酶含量可能减少，CO₂消耗速率降低，净光合速率下降，因此玉米幼苗叶肉细胞的胞间CO₂浓度增大．
（4）沙尘天气一方面导致光照减弱直接影响叶绿体中光反应产生的[H]和ATP减少，另一方面沙尘堵塞气孔影响暗反应阶段的二氧化碳固定过程，导致光合作用速率下降．
故答案为：
（1）先增加后不变      先增加后降低    8
（2）部分   光合作用产生O₂速率大于呼吸作用消耗O₂速率（或净光合速率大于0）
（3）升高     气孔导度不变，但净光合速率下降，CO₂消耗速率降低
（4）ATP和[H]CO₂固定

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，并结合坐标图的信息准确答题．