Question

石莼是一种常见的大型海藻，能将合成的酶分泌到细胞外，催化 HCO₃^-形成 CO₂，然后CO₂ 被细胞吸收利用。如图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 mol/L（正常海水）、8．8 mol/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。其中，光饱和点是指达到最大光合速率时的最小光照强度。请回答下列问题：

（1）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 2．2  mol/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”），在此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 8．8 mol/L 的环境中，30 ℃条件下的光饱和点高于 20 ℃条件下的，依据本题信息，结合光合作用过程，分析可能的原因是____________________________。

Answer

氮是叶绿素和多种酶的组成元素 升高 无机碳浓度（或CO2浓度） 升高无机碳浓度后，石莼的最大光合速率升高 随温度升高，酶活性升高，催化HCO3-形成CO2多，叶绿体固定CO2产生的C3更多，需要光反应产物ATP、[H]多，所以光照强度要求更高

【解析】

坐标曲线题的解题关键是：①要理解横、纵坐标的含义及曲线代表的含义，这是解题的重心所在；②关注坐标上的“四点、二量、一趋势”；“四点”指的是起点、交点、折点和终点；“二量”指的是分清自变量与因变量，绝对不能颠倒；“一趋势”，指的是曲线的走势，特别要注意的是分析问题时一定要结合横轴的点、区段来进行；③分析曲线变化有关的知识点时，还要挖掘或捕捉题目所给予的有效信息。

（1）氮能提高光合作用效率的原因是氮为多种酶和叶绿素的组成成分，缺乏叶绿素，会影响光反应，缺乏相关酶时，会影响光合作用光反应和暗反应的进行。

（2）题图显示：在无机碳浓度为2.2mol/L、温度为20℃时，石莼的最大光合速率约为400，而在无机碳浓度为2.2mol/L、温度为30℃时，石莼的最大光合速率约为530，说明在无机碳浓度为2.2mol/L，温度从20℃升至30℃时，石莼的最大光合速率升高；在最大光合作用速率时，无机碳浓度从2.2mol/L升至8.8mol/L时，即升高无机碳浓度后，石莼的最大光合速率升高，因此限制光合速率的环境因素主要是无机碳浓度（或CO2浓度）。

（3）在无机碳浓度为8.8mol/L的环境中，酶的活性随着温度（从20℃升至30℃）的升高而升高，催化HCO3-形成CO2多，叶绿体固定CO2产生的C3更多，需要光反应产物ATP、[H]也随之增多，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。