為探究水和氮對光合作用的影響,研究人員將一批長勢相同的玉米植株隨機均分為三組,在限制水肥的條件下做下處理:(1)對照組;(2)施氮組:補充尿素(12g?m-2);(3)水+氮組:補充尿素(12g?m-2)同時補水。檢測相關(guān)生理指標,結(jié)果如下表。
生理指標 |
對照組 |
施氮組 |
水+氮組 |
自由水/結(jié)合水 |
6.2 |
6.8 |
7.8 |
氣孔導(dǎo)度(mmol?m-2?s-1) |
85 |
65 |
196 |
葉綠素含量(mg?g-1) |
9.8 |
11.8 |
12.8 |
RuBP羧化酶活性(μmol?h-1?g-1) |
316 |
640 |
716 |
光合速率(μmol?m-2?s-1) |
6.5 |
8.5 |
11.4 |
注:氣孔導(dǎo)度反應(yīng)氣孔開放的程度;RuBP羥化酶催化CO
2與C
5的結(jié)合
回答下列問題:
(1)光合作用光反應(yīng)的場所是
葉綠體類囊體薄膜
葉綠體類囊體薄膜
。與對照組相比,施氮組吸收CO
2的量
增加
增加
(填增加減少);與對照組相比,施氮組氣孔導(dǎo)度減小,從植物水平衡的角度分析,其原因是
施加氮肥,土壤溶液濃度增加,植物根細胞吸收水分減少,通過調(diào)節(jié)使蒸騰作用減弱,從而使水分散失減少
施加氮肥,土壤溶液濃度增加,植物根細胞吸收水分減少,通過調(diào)節(jié)使蒸騰作用減弱,從而使水分散失減少
。
(2)與對照組和單獨施氮組相比,水+施氮組的光合速率最大,從光合作用的原理分析,水+施氮組的光合速率最大原因是
水+施氮組與對照組相比,葉綠素含量增加,光反應(yīng)能力增強;同時氣孔導(dǎo)度增大,吸收CO2的能力增強,RuBP羧化酶活性增高,從而使暗反應(yīng)能力增強,所以光合速率增大
水+施氮組與對照組相比,葉綠素含量增加,光反應(yīng)能力增強;同時氣孔導(dǎo)度增大,吸收CO2的能力增強,RuBP羧化酶活性增高,從而使暗反應(yīng)能力增強,所以光合速率增大
。
(3)已知光合作用中水的分解反應(yīng)式:H
2O→O
2+H
++e
-實驗材料:離體的葉綠體、氧化性物質(zhì)(NAD
+、NADP
+)
等欲檢測光合作用中水分解后產(chǎn)生的H
+去路。請結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識,提出合理的假說;并結(jié)合所給的實驗材料,寫出實驗設(shè)計思路,(要求同位素標記法檢測)。
提出假說:
H+和e-與氧化性物質(zhì)(NADP+)反應(yīng)生成還原性物質(zhì)(NADPH)
H+和e-與氧化性物質(zhì)(NADP+)反應(yīng)生成還原性物質(zhì)(NADPH)
。
實驗設(shè)計思路:
給葉綠體提供3H2O和NADP+等物質(zhì),并給予適宜條件,一段時間后檢測NADPH等物質(zhì)的放射性
給葉綠體提供3H2O和NADP+等物質(zhì),并給予適宜條件,一段時間后檢測NADPH等物質(zhì)的放射性
。