Question

石莼是烟台海边常见的一种大型海藻，能将合成的酶分泌到细胞外，催化HCO₃^-形成CO₂，然后CO₂被细胞吸收。图1表示该植物细胞内部分代谢过程，甲～丁表示物质，①～⑤表示过程。图2表示将生长状态一致的石莼分别培养在两种无机碳(HCO₃^-)浓度下：2.2 mo1／L(正常海水)、8.8 mo1／L(高无机碳海水)，然后在20℃、30℃条件下分别测定其在这两种环境中的光合速率。请回答下列问题：

(1)图1中①～⑤表示的过程中，能为细胞吸收K⁺、NO₃^-等矿质离子提供ATP的过程包括_______(填数字标号)，物质乙为_____________。该植物缺乏氮元素时会影响光合作用，原因是：____________________________________________________。

(2)据图分析，在无机碳浓度为2.2mo1／L，温度从20℃升至30℃时，石莼的最大光合速率________(填“升高”、“降低”或“基本不变”)，最大光合作用速率时限制光合速率的环境因素主要是__________，判断依据是______________________________。

(3)在无机碳浓度为8.8mo1／L的环境中，30℃条件下的光饱和点(达到最大光合速率时的最小光照强度)高于20℃条件下的，原因是___________________________________。

Answer

②④⑤ 丙酮酸 氮是叶绿素和多种酶的组成元素 升高 无机碳浓度（CO2浓度） 升高无机碳浓度后，石莼的最大光合速率升高 随着温度升高，酶活性升高，石莼固定C02产生的C3更多，需要光反应产物ATP、[H]多，所以光强要求更高

【解析】

据图分析：图1中①表示光反应阶段，②表示有氧呼吸第二阶段，③表示暗反应阶段，④表示有氧呼吸第一阶段，⑤表示有氧呼吸第三阶段，甲表示ATP，乙表示丙酮酸，丙表示二氧化碳，丁表示氧气。图2中曲线表示不同温度和不同二氧化碳浓度对光合速率的影响。

（1）细胞吸收K+、NO3-等矿质离子属于主动运输，其能量可以由有氧呼吸提供，图中②④⑤都能产生能量，为该过程供能；有氧呼吸第一阶段，葡萄糖分解产生丙酮酸和［H］，所以物质乙是丙酮酸；氮是叶绿素和多种酶的组成元素，植物缺乏氮元素时，叶片中的叶绿素含量减少，光合作用就会受影响。

（2）由图2可以看出，在无机碳浓度为2.2mo1／L，温度为20℃时，石莼的最大光合速率为400，温度升为30℃时，石莼的最大光合速率为600，在这个过程中，石莼的最大光合速率升高；从图中可以看出，升高无机碳浓度（8.8 mo1／L）后，石莼的最大光合速率升高，所以最大光合作用速率时限制光合速率的环境因素主要是无机碳浓度（CO2浓度）。

（3）在无机碳浓度为8.8 mo1／L的环境中，酶的活性随着温度的升高而升高时，石莼固定二氧化碳产生的C3更多，需要光反应产物ATP、［H］也随着增多，所以对光照强度要求更高，导致30℃条件下的光饱和点高于20℃条件下的光饱和点。