Question

2．為研究供氮水平對落葉松幼苗光合怍用的影響，某研究小組采用沙培方法，每天定時澆灌含不同氮素濃度的培養液，適宜條件下培養一段時間后，分別測定各組馬尾松幼苗針葉的相關指標，結果如圖，請回答：
（1）氮元素進入葉肉細胞后形成的化合物中，能吸收并轉化光能的物質存在于葉綠體的類囊體膜上，能催化CO₂固定的羧化酶存在于葉綠體的基質中．
（2）進入葉綠體的CO₂必須在羧化酶等酶的作用下，形成C₃后才能接受ATP釋放的能量并被還原，隨后再經一系列變化形成糖類和C₅．
（3）該實驗中，培養液中氮素濃度在1mmol/L的條件下，馬尾松幼苗葉肉細胞中，葉綠體在光反應階段產生的O₂，只有一部分能擴散到該細胞的線粒體中被迫消耗掉，原因是凈光合速率大于零，光合產O₂速率大于呼吸耗O₂速率．
（4）根據實驗結果推測，當培養液中氮素濃度大于8mmol/L以后，馬尾松幼苗針葉的胞間CO₂濃度變化趨勢是增大，原因是氣孔導度不變，但羧化酶含量減少，CO₂消耗速率降低．

Answer 1

分析 分析圖中的曲線可知，隨著培養液中氮素濃度的增加，葉綠素含量不斷增多，氣孔導度先增加后不變，羧化酶含量先增加后減少，凈光合速率先增加后降低．
光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物．

解答 解：（1）氮元素進入葉肉細胞后形成的化合物中，能吸收并轉化光能的物質是葉綠體中的色素，存在于葉綠體的類囊體膜上；CO₂固定發生在暗反應階段，則能催化CO₂固定的羧化酶存在于葉綠體的基質中．
（2）進入葉綠體的CO₂必須在羧化酶等酶的作用下，形成C₃后才能接受ATP釋放的能量并被還原，隨后再經一系列變化形成糖類和C₅．
（3）該實驗中，培養液中氮素濃度在1mmol/L的條件下，馬尾松幼苗葉肉細胞中，葉綠體在光反應階段產生的O₂，只有一部分能擴散到該細胞的線粒體中被迫消耗掉，原因是凈光合速率大于零，光合產O₂速率大于呼吸耗O₂速率．
（4）根據實驗結果推測，當培養液中氮素濃度大于8mmol/L以后，馬尾松幼苗針葉的胞間CO₂濃度增大，原因是氣孔導度不變，但羧化酶含量減少，CO₂消耗速率降低．
故答案為：
（1）類囊體膜上    基質中
（2）C₃     糖類    C₅
（3）線粒體     凈光合速率大于零，光合產O₂速率大于呼吸耗O₂速率
（4）增大      氣孔導度不變，但羧化酶含量減少，CO₂消耗速率降低

點評 本題著重考查了光合作用過程中的物質變化和能量變化等方面的知識，意在考查考生能識記并理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系，形成一定知識網絡的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力．