Question

在适宜的光照下，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天进行净光合速率的测定，结果下图所示。请回答下列问题。

（1）CO₂浓度直接影响光合作用的__________阶段，该阶段___________（填“可以”或“不可以”）在没有光条件下进行。

（2）由上图可知施氮肥对植物的光合作用有_________作用，原因是：_____________。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2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光照强度、温度等________________变量。

（4）在施加200mg·kg^-l氮素肥料的情况下，E[CO₂]条件下积累有机物的量是A[CO₂] 条件下的____倍（保持小数点后1位）。

Answer

（1）暗反应 可以 （2）促进 N元素是光合作用中许多重要物质的组成成分

无水乙醇 纸层析法 （3）无关 （4）1．5

【解析】（1）在光合作用中二氧化碳是在暗反应中与C5固定形成C3，C3进一步被光反应产生的ATP和[H]还原为糖类，该阶段可以在无光条件下进行，但不能长期无光。

（2）由图可知无论在那种二氧化碳浓度下施用氮肥后叶片光合速率都有增加，所以对光合作用由促进作用。原因是因为N元素是光合作用中许多重要物质的组成成分，如ATP、ADP和NADPH。提取叶绿体中的色素，因为色素可以溶解到有机物中，所以可以采用无水乙醇提取色素，然后用纸层析法分离出叶绿素。

（3）实验中应遵循单一变量原则，所以对其它的无关变量都应进行控制，故此时的光照强度、温度都是无关变量，因为自变量是二氧化碳浓度和施氮量。

（4）由图可知在施加200mg·kg-l氮素肥料的情况下，E[CO2]条件下积累有机物的量是37个单位，而A[CO2]是24个单位，故E是A的1．5倍。

【考点定位】本题考查光合作用相关知识，意在考察考生对知识点的理解掌握和对图形分析能力。

【名师点睛】1光反应与暗反应的区别与联系

项目

光反应

暗反应

条件

需色素、光、酶

不需色素和光，需要多种酶

场所

叶绿体的类囊体薄膜

叶绿体基质

物质转化

①水光【解析】
2H2O 4[H]＋O2

②ATP的合成：ADP＋Pi＋光能酶ATP

能量转换

光能→电能→ATP中活跃的化

学能

ATP中活跃的化学能→（CH2O）

中稳定的化学能

关系

2操作要求探究操作目的

过程

操作要求

操作目的

提

取

色

素

（1）

选新鲜绿色的叶片

使滤液中色素含量高

（2）

研磨时加无水乙醇

溶解色素

（3）

加少量SiO2和CaCO3

研磨充分和保护色素

（4）

迅速、充分研磨

防止乙醇挥发，充分溶解色素

（5）

盛放滤液的试管管口加棉塞

防止乙醇挥发和色素氧化

分

离

色

素

（1）

滤纸预先干燥处理

使层析液在滤纸上快速扩散

（2）

滤液细线要细、直、齐

使分离出的色素带平整不重叠

（3）

滤液细线干燥后再画一两次

使分离出的色素带清晰分明

（4）

滤液细线不触及层析液

防止色素直接溶解到层析液中

3分离色素时色素带颜色过浅的原因分析

（1）叶片颜色太浅；（2）叶片放置时间太久；（3）研磨不充分；（4）未加CaCO3；（5）加入提取液量太多；（6）研磨时间太长。