Question

2．為了研究硅對(duì)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(yǎng)液培養(yǎng)一段時(shí)間，與普通培養(yǎng)液培養(yǎng)的幼苗進(jìn)行對(duì)照，測定其凈光合速率如圖甲

回答以下問題：
（1）用培養(yǎng)液培養(yǎng)幼苗時(shí)需要定時(shí)往培養(yǎng)液中通入空氣，目的是促進(jìn)根細(xì)胞的（有氧）呼吸作用，為根細(xì)胞吸收無機(jī)鹽提供能量．
（2）CO₂在葉肉細(xì)胞內(nèi)參與卡爾文循環(huán)，首先與五碳化合物 結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供ATP和還原氫．當(dāng)光照強(qiáng)度從1千勒克斯增加到2千勒克斯時(shí)，ATP在葉綠體內(nèi)的移動(dòng)方向是類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)．
（3）為了進(jìn)一步了解硅對(duì)該植物光合速率的影響機(jī)制，實(shí)驗(yàn)對(duì)其葉片的氣孔導(dǎo)度（氣孔開放程度）和胞間CO₂濃度、光合色素含量等進(jìn)行測定，結(jié)果如圖乙．
①以K₂SiO₃作硅源，配置不同濃度的K₂SiO3培養(yǎng)液時(shí)，減少完全培養(yǎng)液中KNO₃含量并補(bǔ)充適量一定濃度HNO₃溶液，其目的是保持各培養(yǎng)液中氮和鉀含量相同．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，嘗試寫出硅能提高凈光合速率的兩個(gè)原因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(xì)胞對(duì)CO₂的利用率c．Si能提高葉片中類胡蘿卜數(shù)的含量以促進(jìn)光能的吸收和傳遞．

Answer 1

分析 據(jù)圖甲分析，光照強(qiáng)度為0時(shí)，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都只進(jìn)行呼吸作用，實(shí)驗(yàn)組的呼吸作用強(qiáng)度大于實(shí)驗(yàn)組；隨著光照強(qiáng)度的增加，兩組的凈光合作用強(qiáng)度都逐漸增加，最后達(dá)到平衡；與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)，即光合作用與呼吸作用的強(qiáng)度相等，對(duì)照組的補(bǔ)償點(diǎn)高于實(shí)驗(yàn)組，且對(duì)照組先達(dá)到平衡點(diǎn)．

解答 （1）用培養(yǎng)液培養(yǎng)幼苗時(shí)需要定時(shí)往培養(yǎng)液中通入空氣，以促進(jìn)根的呼吸作用，從而促進(jìn)根對(duì)礦質(zhì)元素（無機(jī)鹽）的吸收．
（2）二氧化碳是光合作用暗反應(yīng)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(yīng)提供的[H]和ATP的作用下還原成糖類等有機(jī)物．當(dāng)光照強(qiáng)度從1千勒克司增加到2千勒克司時(shí)，光反應(yīng)增強(qiáng)，產(chǎn)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(zhì)，參與暗反應(yīng)三碳化合物的還原過程．
（3）①根據(jù)題意分析，減少完全培養(yǎng)液中KNO3含量并補(bǔ)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(yǎng)液中氮和鉀含量相同．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，隨著硅離子濃度的增加，氣孔導(dǎo)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(xì)胞對(duì)CO2的利用率從而提高凈光合作用速率；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素的含量以促進(jìn)光能的吸收和傳遞．
故答案為：
（1）促進(jìn)根細(xì)胞的（有氧）呼吸作用，為根細(xì)胞吸收無機(jī)鹽提供能量
（2）五碳化合物   ATP和還原氫    類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)
（3）①保持各培養(yǎng)液中氮和鉀含量相同
  ②a．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(xì)胞對(duì)CO₂的利用率  c．Si能提高葉片中類胡蘿卜數(shù)的含量以促進(jìn)光能的吸收和傳遞

點(diǎn)評(píng) 解答本題的關(guān)鍵是分析圖乙中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，弄清楚隨著自變量硅離子的濃度增加，氣孔導(dǎo)度，胞間二氧化碳濃度，葉綠素含量，類胡蘿卜素含量的變化情況，從而得出與光合作用有關(guān)的因素是什么．