Question

光合氮利用效率是指光合速率与单位叶面积含氮量之比，是氮素利用效率的指标之一。科研人员通过田间试验探究不同施氮水平对油菜苗期叶片光合速率及光合氮利用效率的影响，为提高油菜氮素利用效率提供理论依据。试验设3个施氮水平，分别为0、 180、360kg/hm²，用N₀、N_180、N₃₆₀表示，其他条件相同且适宜，结果如下表。

施氮 水平	单位叶面积含氮量 （g/m^2）	叶绿素含量（mmol/m^2）	净光合速率[CO2umol/（m^2•s）]	氮素的分配比例	光合氮利用效率 [CO2umol/（g•s），N]
光合组分（%）	非光合组分（%）
N0	1．31	0．73	13．2	589	42	10．07
N180	3．34	1．15	20．8	41	59	6．22
N360	3．37	1．15	20．6	38	62	6．11

（1）氮元素进入油菜植物后主要参与了__________________________等大分子物质的合成。在上述实验中要提取叶绿素使用的溶剂不能用蒸馏水，原因是_________________________，如果要分析叶绿素含量多少可以通过__________________________进行分离。

（2）从据表分析，还发现施加一定范围的氮素后叶肉细胞净光合速率升高、光合氮利用效率下降的可能原因是_________________________________。

（3）油菜花期植物对氮素的利用率不同于苗期，若欲通过实验进一步探究油菜花期施氮水平在210 kg/hm²条件下，净光合作用速率达到最大时的最小光照强度，请你写出实验思路。_____________________________

Answer

核酸、蛋白质 叶绿素不溶于水 纸层析法 在一定范围内，随着氮素施加增多氮素分配的到非光合组分比例增大 选取花期相同施用210kg/hm2的氮肥的正常油菜植株，分成若干组，每组给予不同梯度的光照强度，测定其净光合作用速率．当净光合速率达到最大时最小光照强度即为所求

【解析】

光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应，光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。

（1）氮元素进入油菜植物后主要参与了核酸、蛋白质等大分子物质的合成。因为叶绿素不溶于水，易溶于有机溶剂，故在上述实验中要提取叶绿素使用的溶剂不能用蒸馏水，而应该用有机溶剂无水乙醇，如果要分析叶绿素含量多少可以通过纸层析法进行分离。

（2）据表分析，在一定的范围内提高施N量，促进了叶绿素的合成，有利于光合作用，光合作用速率提升比呼吸速率明显，叶肉细胞净光合速率升高；而又因为增加的N素转移到非光合成分中的比例增加，因此光合氮利用效率下降。

（3）欲通过实验进一步探究油菜花期施氮水平在210 kg/hm2条件下，净光合作用速率达到最大时的最小光照强度，可选取花期相同施用210kg/hm2的氮肥的正常油菜植株，分成若干组，每组给予不同梯度的光照强度，测定其净光合作用速率．当净光合速率达到最大时最小光照强度即为所求。