Question

将如图甲所示的密闭装置放在暗处较长一段时间后，开始测量装置内CO₂的变化速率，之后再给予适宜恒定的光照（其他条件均适宜），测定一段时间内装置内CO₂的变化速率，结果如图乙所示。实验人员另将幼苗用含氮量不同的三种培养液处理（其他条件相同且适宜），进行相同的实验，在t₄时刻测得CO₂减少速率的结果如图丙所示。回答下列问题：

（1）图甲中密闭装置放在暗处较长一段时间，目的是______________；在t₁~t₂（不包含t₂）时间段CO₂减少速率保持不变，则细胞中产生ATP的场所是_______________。

（2）在t₂时刻以前，由于幼苗叶绿体的类囊体不能提供___________________造成不能进行暗反应；与t₂时刻相比，t₄时刻湿润小麦种子的呼吸速率________________（填“增大”“减小”或“不变”），其原因是__________________________________________。

（3）若将漏斗内液体注入密闭装置中（其他条件均适宜），测量发现，短时间内幼苗叶绿体中的五碳化合物含量迅速上升，推测漏斗内液体可能为_____________________________。

（4）从图丙得到的结论是_____________________________。从光合作用角度分析其原因可能有：①_________________________；②_________________________。

Answer

耗尽密闭装置内的氧气 细胞质基质 [H]和ATP 增大 幼苗光合作用释放的氧气逐渐增多，促进了小麦种子的呼吸作用 NaOH溶液 植物光合作用强度随着培养液含氮量的增加而增加 N是叶绿素合成的必需元素，含氮量提高使叶绿素含量增加，光合作用增强 N是酶合成的必需元素，含氮量提高，酶含量增加，有利于光合作用暗反应的进行

【解析】

影响光合作用的环境因素。

1.温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。

2.二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

3.光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。

（1）在黑暗条件下，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，所以密闭装置放在黑暗中一段时间，可以将密闭装置内的氧气全部耗尽。从而使植物只进行无氧呼吸。在t1~t2时间段，氧气已经耗尽，植物只进行无氧呼吸，所以CO2减少速率保持不变，此时细胞中产生ATP的场所只有细胞质基质。

（2）在t2时刻以前，没有光照，幼苗叶绿体基质缺乏类囊体提供的[H]和ATP，造成不能进行暗反应；在t3~t4 时间段，CO2减少速率越来越大，说明光合作用速率越来越大，释放O2的速率越来越大，使得温润小麦种子的细胞呼吸速率逐渐增大。因此，与t2时刻相比，t4时刻湿润小麦种子的呼吸速率增大。

（3）若将漏斗内液体注入密闭装置中（其他条件均适宜），测量发现，短时间内幼苗叶绿体中的五碳化合物含量迅速上升，根据短时间内C5化合物含量迅速增加，可推测是CO2浓度急剧降低导致的，所以漏斗内的液体为NaOH溶液。

（4）结合图丙可知，随着氮浓度逐渐增大，CO2减少速率逐渐增大，说明光合作用速率越来越大。从光合作用角度分析，可能的原因有①N是叶绿素合成的必需元素，含氨量提高使叶绿素含量增加，光合作用增强；②N是酶合成的必需元素，含氮量提高，酶含量增加，有利于光合作用暗反应的进行。