Question

为了研究不同浓度Na₂CO₃溶液对蚕豆幼苗生长的影响，科研人员用含不同浓度的Na₂CO₃的培养液处理蚕豆幼苗，得到结果如下。回答下列问题：

（注：Pn为表观光合速率，Gs为气孔导度）

（1）幼苗进行光合作用时，________上的光合色素吸收、传递、转化光能，使水在光下分解生成 ________。在光反应中发生的能量转化过程是_________。

（2）该实验对照组的设置为_______。由图 1 可见，10mmol/LNa₂CO₃处理可以___幼苗的光合作 用。测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外，还可采用 _______。

（3）15mmol/L Na₂CO₃和25mmol/LNa₂CO₃处理幼苗情况下，可见气孔导度都较低，推测可能原因是 _______，此状况下会直接影响叶绿体基质中________的合成从而限制光合作用。

Answer

类囊体膜 H+、O2 、e- 光能转化为ATP和NADPH中的化学能 用等量的培养液处理蚕豆幼苗 促进 单位时间单位叶面积的O2释放量/单位时间单位叶面积的干物质积累量 Na2CO3浓度过高导致植物根细胞失水，从而使气孔导度下降 三碳酸

【解析】

根据题干信息和柱状图分析，该实验的自变量是Na2CO3溶液的浓度，因变量是表观光合速率、气孔导度；随着Na2CO3溶液的浓度的增加，表观光合速率、气孔导度都表现为先增加后降低，Na2CO3溶液为5mmol/L时的气孔导度和表观光合速率都最高；与对照组相比，Na2CO3溶液的浓度超过一定的范围后，对表观光合速率和气孔导度都有抑制作用。

（1）参与光合作用的光合色素位于类囊体膜上；光反应阶段，水光解产生氧气、H+、e-；光反应阶段发生的能量变化为：光能转化为 ATP 和 NADPH 中的化学能。

（2）该实验对照组的设置为用等量的培养液处理蚕豆幼苗，即Na2CO3 溶液浓度为0；由图 1 可见，10mmol/L Na2CO3 处理的表观光合速率高于对照组，说明对幼苗的光合作用有促进作用；光合作用吸收二氧化碳合成有机物，并释放氧气，因此测量光合作用速率的指标还可以是单位时间单位叶面积的O2释放量或单位时间单位叶面积的干物质积累量。

（3）据图可知，15mmol/LNa2CO3 和25mmol/LNa2CO3处理幼苗情况下，气孔导度都较低，可能是因为Na2CO3 浓度过高导致植物根细胞失水，从而使气孔导度下降；气孔导度下降导致二氧化碳吸收不足，影响了二氧化碳的固定，将直接影响叶绿体基质中三碳酸的合成从而限制光合作用。