Question

3．為探究人類活動導致環(huán)境中氮含量增加對植物生長的影響．生物興趣小組以某植物幼苗為對象在野外進行模擬實驗，結果如表．回答下列問題：

組別	實驗處理	最大凈光合速率 μmolCO2•m-2•S-1	呼吸速率 μmolCO2•m-2•S-1	全株干重 g
1	自然土壤	4.25	0.78	8.76
2	自然土壤+低氮	5.42	0.81	14.21
3	自然土壤+中氮	6.36	0.85	23.52
4	自然土壤+高氮	6.09	1.04	20.19

注：全株干重在若干天后測得
（1）該植物根細胞能從自然土壤溶液中吸收氮，這個過程需要消耗細胞中細胞質基質、線粒體（填細胞結構）產生的ATP，理由是該離子跨膜進入根部細胞的方式為主動運輸，需要消耗能量．
（2）適當增施氮肥可導致光合速率上升的原因是直接影響植物體內葉綠素和光合作用有關酶的合成．
（3）第4組比第3組全株干重減少，從細胞代謝角度分析，原因是高氮處理下，白天凈光合速率下降，有機物積累量更少，晚上呼吸速率升高，消耗有機物更多，所以全株干重減少．

Answer 1

分析 結合題意，分析該實驗的結果可知，該實驗的目的研究土壤中含氮量對光合作用和呼吸作用的影響．其中實驗的自變量是土壤的含氮量，測定的因變量有三個：最大凈光合速率、呼吸速率和植株干重．從表中數據分析，適當增施氮肥可導致光合速率和呼吸速率上升，這是因為氮元素是直接影響植物體內有關光合作用和呼吸作用中的葉綠素、酶等物質合成的必需元素．但超過一定含量范圍之后，植株的最大凈光合速率和干重反而減少，只有呼吸速率在繼續(xù)增加．這說明高氮處理，白天凈光合速率下降，有機物積累量更少，而晚上呼吸速率升高，消耗有機物更多，所以全株干重減少．

解答 解：（1）植物根細胞能從自然土壤溶液中吸收氮是主動運輸，需要消耗細胞呼吸作用產生的ATP，而植物細胞呼吸作用的場所是細胞質基質和線粒體．
（2）結合前面的分析可知，適當增施氮肥可導致光合速率上升的原因最直接的云因是氮元素是合成光合作用有關酶和葉綠素的必需元素．
（3）結合前面的分析可知：超過一定含量范圍之后，植株的最大凈光合速率和干重反而減少，只有呼吸速率在繼續(xù)增加．這說明高氮處理，白天凈光合速率下降，有機物積累量更少，而晚上呼吸速率升高，消耗有機物更多，所以全株干重減少．
故答案為：（1）細胞質基質、線粒體    該離子跨膜進入根部細胞的方式為主動運輸，需要消耗能量
（2）葉綠素和光合作用有關酶
（3）高氮處理下，白天凈光合速率下降，有機物積累量更少，晚上呼吸速率升高，消耗有機物更多，所以全株干重減少

點評 本題關鍵在于抓住實驗自變量，分析所測定的幾個因變量之間的關系，即植株干重增加量=植株白天凈光合速率×實驗時間-晚上呼吸速率×實驗時間．