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所属章节:第4节 光合作用与能量转化
【简答题】在香蕉的生长发育过程中,氮素主要影响其茎叶生长和果实发育。科研人员以香蕉苗为材料,设置施用不同形态氮肥:①硫酸铵(含氮量21%、水溶肥),②尿素(含氮量46%、水溶肥),③尿素硝铵(含氮量≥32%、水溶肥),④缓释氮(含氮量≥34%、水溶肥、含铵态氮与酰胺态氮),⑤不施氮肥5个处理组。以不施氮肥组为对照,测定不同形态氮肥对香蕉苗生长的影响(如图所示)。回答下列问题:
(1) 5个处理组中_________处理对香蕉苗干物质积累量有显著的促进作用,主要是由于该处理提高了香蕉苗叶、茎部的生长;香蕉从不同形态氮肥中吸收的氮元素可用于合成________________,它们参与香蕉叶片的光合作用。
(2) 香蕉苗会因缺失氮而使光合速率下降,导致减产,过多施用的氮肥会以气体形式损失于大气中或以无机盐形式随水流失,污染环境。为缓解上述问题,科研人员将根瘤菌导入香蕉苗根部,为香蕉苗提供氮元素。请选用导入根瘤菌的香蕉苗若干,普通香蕉苗若干、含氮的完全培养液、不含氮的完全培养液等实验材料设计实验,证明导入根瘤菌的香蕉苗为香蕉苗提供氮元素,提高光合速率,写出实验思路及实验结果:__________。
【答案】:(1) 缓释氮 叶绿素a、叶绿素b、NADPH、ATP和与光合作用有关的酶等
(2) 实验思路:取普通香蕉苗若干均分为两组,编号甲、乙,甲组幼苗置于不含氮元素的完全培养液中,乙组幼苗置于含有氮元素的完全培养液中;另取导入根瘤菌的香蕉苗若干,设为丙组,并将其置于等量的不含氮元素的完全培养液中,培养过程中测定三组幼苗的光合速率。实验结果:丙组的光合速率高于乙组并且高于甲组。
【解析】:
分析实验数据可知,5个处理组中缓释氮处理对香蕉苗干物质积累量有显著的促进作用,主要是由于该处理提高了香蕉苗叶、茎部的生长;香蕉从不同形态氮肥中吸收的氮元素可用于合成叶绿素a、叶绿素b、NADPH、ATP和与光合作用有关的酶等物质,因为这些物质中均含有氮元素,且它们参与香蕉叶片的光合作用。
本实验的目的是证明导入根瘤菌的香蕉苗为香蕉苗提供氮元素,能提高光合速率,同时也降低了生产成本,避免了环境污染,根据实验目的可知,本实验的自变量为香蕉苗的种类和培养液中是否含有氮元素,因变量是香蕉苗的光合速率,其他无关变量的处理相同且适宜,具体实验思路及实验结果见答案。