Question

【题目】在适宜的光照下，某科研小组以小麦为研究对象，以研究温度、CO2浓度及氮肥对植物代谢的影响。实验1是研究温度对小麦光合作用与呼吸作用的影响，结果如图1所示。实验2是在盆栽条件下，利用人工气候室分别设置两种CO2浓度和两种施氮量的实验处理，实验材料分为四组，每一组种植10盆。在小麦抽穗期选择晴天，用光合作用测定仪于上午8:30—11:30连续7天进行光合速率的测定，结果如图2所示。请回答下列问题。

（1）图a所示的结果表明温度对光合作用和呼吸作用都有重要影响，其中与__________作用有关的酶的适宜温度更高。温度主要影响光合作用的__________阶段，光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中__________过程。在10℃时，光合作用速率__________（大于、小于）呼吸作用速率，光合作用速率与呼吸作用速率相等时对应的温度是__________℃，温度在__________℃时真光合作用速率最大。

（2）从图b所示的实验的结果可知最有利于小麦光合作用的条件组合是__________。N元素是光合作用中许多重要物质的组成成分，如果某同学要测定施氮后叶片叶绿素含量，可取叶片5克放入研钵加二氧化硅和碳酸钙研磨，同时加入一定量的__________以提取色素，后再用____________________方法分离出叶绿素进行测定。

（3）在实验b的研究过程中测定光合速率每天选定8:30—11:30这一时间段是为了控制__________等无关变量，题中可减少实验误差的措施有__________。

（4）要利用该装置研究施加200mg·kg-1氮素肥料对植物呼吸作用的影响，利用该装置需要在__________条件下测定。

Answer 1

【答案】 呼吸 暗反应 C3的还原 大于 40 30 高大气CO2（或760μmol·mol-1或E）和200mg·kg-1施氮量 无水乙醇 纸层析法 光照强度、温度 每一处理种植10盆和连续7天进行测定 黑暗

【解析】试题分析：实验中的变量包括CO2浓度和施氮量，在二氧化碳浓度相同时，200mgkg-1施氮量的光合速率均高于施氮量为0的，在施氮量相同时，高大气CO2浓度均高于正常大气CO2浓度。

（1）据图a分析可知，温度对呼吸作用的酶的适宜温度更高，温度主要影响暗反应中相关酶的活性。光反应产生的[H]和ATP主要用于暗反应中的三碳化合物的还原过程。在10℃时，二氧化碳的吸收量大于0，说明光合速率大于呼吸速率。图中，曲线与横轴交于一点是40℃，说明光合作用速率与呼吸作用速率相等时对应的温度是40℃。真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率，图中温度在30℃时真光合作用速率最大。
（2）由图可知，最有利于小麦光合作用的条件组合是高大气CO2和200mgkg-1施氮量，CO2浓度主要影响光合作用的喑反应过程中CO2的固定。叶绿体中的色素难溶于水易溶于有机溶剂，提取时所用的试剂是丙酮或无水乙醇，分离色素需要使用纸层析法。
（3）影响光合作用的因素有很多，为了使该实验结果更加准确，无关变量应控制相同且遥宜，如光照强度和温度；每一组种植10盆和连续7天进行测定都是为了减少偶然因素带来的实验误差。
（4）黑喑条件下植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，因此在黑暗中测定呼吸作用较好。