Question

【題目】為了研究硅對某植物光合作用的影響，選取6葉齡幼苗若干，置于不同濃度的含有K2SiO3的培養液培養一段時間，與普通培養液培養的幼苗進行對照，測定其凈光合速率如圖甲，

回答以下問題：

（1）用培養液培養幼苗時需要定時往培養液中通入空氣，目的是_____________。

（2）CO2在葉肉細胞內參與卡爾文循環，首先與________ 結合而被固定，固定產物的還原需要光反應提供___________。當光照強度從1千勒克斯增加到2千勒克斯時，ATP在葉綠體內的移動方向是___________。

（3）為了進一步了解硅對該植物光合速率的影響機制，實驗對其葉片的氣孔導度（氣孔開放程度）和胞間CO2濃度、光合色素含量等進行測定，結果如圖乙。

①以K2SiO3作硅源，配置不同濃度的K2SiO3培養液時，減少完全培養液中KNO3含量并補充適量一定濃度HNO3溶液，其目的是_______________。

②根據實驗結果，嘗試寫出硅能提高凈光合速率的兩個原因______________。

Answer 1

【答案】 促進根細胞的(有氧)呼吸作用，為根細胞吸收無機鹽提供能量 五碳化合物 ATP和還原氫 類囊體薄膜到葉綠體基質 保持各培養液中氮和鉀含量相同 a.Si能通過降低呼吸作用速率提高凈光合速率 b. Si能提高葉肉細胞對CO2的利用率 c.Si能提高葉片中類胡蘿卜數的含量以促進光能的吸收和傳遞

【解析】試題分析：據圖甲分析，光照強度為0時，對照組和實驗組都只進行呼吸作用，實驗組的呼吸作用強度大于實驗組；隨著光照強度的增加，兩組的凈光合作用強度都逐漸增加，最后達到平衡；與橫坐標的交點表示光補償點，即光合作用與呼吸作用的強度相等，對照組的補償點高于實驗組，且對照組先達到平衡點。

（1）用培養液培養幼苗時需要定時往培養液中通入空氣，以促進根的呼吸作用，從而促進根對礦質元素（無機鹽）的吸收。

（2）二氧化碳是光合作用暗反應的原料，首先與五碳化合物固定生成三碳化合物，然后三碳化合物在光反應提供的[H]和ATP的作用下還原成糖類等有機物。當光照強度從1千勒克斯增加到2千勒克斯時，光反應增強，產生的ATP也隨之增加，ATP在葉綠體的類囊體薄膜移向葉綠體基質，參與暗反應三碳化合物的還原過程。

（3）①根據題意分析，減少完全培養液中KNO3含量并補充適量一定濃度HNO3溶液，則減少了鉀離子，增加了氮元素，說明該操作的目的是保持各培養液中氮和鉀含量相同。

②根據實驗分析，隨著硅離子濃度的增加，氣孔導度幾乎不變，而胞間二氧化碳濃度不斷減少，說明Si能通過降低呼吸作用速率提高凈光合速率或者Si能提高葉肉細胞對CO2的利用率 從而提高凈光合速率；隨著硅離子濃度的增加，葉綠素的含量幾乎不變，而類胡蘿卜素的含量不斷增加，說明Si能提高葉片中類胡蘿卜數的含量以促進光能的吸收和傳遞。