Question

下图1为小球藻细胞中光合作用和呼吸作用过程示意图（①-⑤表示生理过程）。某实验小组研究CO₂浓度和氮（N）含量对其光合作用的影响，实验期间呼吸速率基本恒定，实验结果如下（注：CO₂400+N15指大气CO₂浓度400μmol•mol^-1+正常氮水平15mmol•L^-1；CO₂800+N15指CO₂浓度800μmol•mol^-1+正常氮水平15mmol•L^-1。其他同）。请回答：

（1）图1中过程①发生场所为______，物质X是______，①~⑤中能产生ATP的生理过程有______。

（2）CO₂在光合作用中通过直接参与______过程来影响光合速率。

（3）实验中丁组的处理为______。由实验结果可知， CO₂浓度对非洲菊叶片Pn的促进作用随着处理时间的延长呈现______的趋势。

（4）提高N水平有利于促进植株的光合作用，使植株总生物量增加，分析其原因最可能是______。

Answer

类囊体薄膜 丙酮酸 ①③⑤ CO2的固定 CO2800+N30 下降 参与植物叶绿素和有关酶的合成等进而促进光合作用

【解析】

分析图1：图1为小球藻细胞中光合作用和呼吸作用过程示意图，其中①为光反应中水的光解过程，②暗反应过程，③细胞呼吸的第一阶段，④无氧呼吸的第二阶段，⑤有氧呼吸的第三阶段，图中物质X为丙酮酸。
分析图2：从柱状图分析，甲组和乙组表面在CO2为400个单位时，提高N的含量的不能提高光合作用，而将甲组和丙组比较，说明提高CO2的浓度可以显著提高光合作用速率。

（1）根据以上分析可知，图1中过程①为光反应的过程，场所为叶绿体的类囊体薄膜上，图中物质X为丙酮酸，①为光反应可以产生ATP，③细胞呼吸的第一阶段和⑤有氧呼吸的第三阶段都可以产生ATP。

（2）CO2在光合作用中通过直接参与CO2的固定过程来影响光合速率。

（3）根据实验的单一变量原则，丁组的处理是CO2800+N30，由实验结果可知，CO2浓度对非洲菊叶片Pn的促进作用随着处理时间的延长呈现下降趋势。

（4）N是叶绿素、酶的组成元素，故N元素能通过参与植物叶绿素和有关酶的合成等进而促进光合作用。