根据装置图3分析回答问题（V使装置中的空气以一定速度按箭头方向流动）。
图3
（1）开关①打开，②③关闭，如果不给光照，装置内空气中的 （物质）含量增加。
（2）与①条件相同，给装置Ⅰ充足的水、矿质元素，同时给以适宜光照一段时间后，B、D两处的成分差别是 。
（3）开关①关闭，②③打开，同样光照条件下，Ⅰ中生物叶肉细胞的C3含量 ；Ⅲ中生物体内将会积累较多的 ；C处液面 。
（4）Ⅰ中生物刚开始产生O2较多，但随时间不断延长，O2产生量越来越少，主要是因为装置中CO2量越来越少，影响暗反应的进行，导致 积累，进而影响光反应。
氮气是空气的主要成分，氮还是构成蛋白质的重要元素，空气中的氮气只有转变成化合物，才能成为植物生长所需的含氮养料，图2—2—3是生物利用自然界中氮元素的图解，据图回答下列问题： （每空2分，共20分）
图2—2—3
（1）图中的[ ]表示生物固氮。参与此过程的微生物是 ，它生活在豆科植物根内，利用豆科植物光合作用制造的有机物，通过生物固氮制造的氨，则供给豆科植物。因此，它与豆科植物这种特殊关系在生物学上称为 现象。
（2）图中参与④过程的细菌是 ，它属于自养生物，因为它能从环境中利用 的能量把 合成有机物。
（3）上图说明组成生物体的一些基本化学元素在生物却落合无机环境之间是可以不断地 出现，无机环境中的物质是可以被生物群落 利用的，这与生态系统的能量流动是不同的，能量在流经生态系统的各个营养级时，其特点是 和 。
下图为自然界氮循环示意图。据图回答： （每空3分，共30分）
图2—2—1
（1）①②③依次代表： 、 、 。
（2）生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。自然界中有两类固氮微生物，分别是：
，如根瘤菌； ，如圆褐固氮菌。
（3）固氮微生物的固氮过程是在细胞内的 催化作用下进行的。
（4）土壤中获得氮素的两条主要途径：一是 ，二是 。
（5）氮是催化光合作用过程中各种酶以及 和 的重要组成成分。
全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%，绝大多数是通过生物固氮进行的。最常见的是生活在豆科植物根部的根瘤菌，能将大气中的游离态的氮，经过固氮酶的作用生成氮的化合物，以利于植物的利用，而豆科植物为根瘤菌提供营养物质。（每空3分，共20分）
（1）根瘤菌和豆科植物的关系在生物学上称为 。
（2）根瘤菌之所以能进行固氮作用，是因为它有独特的固氮酶，而根本原因是它有独特的 。
（3）日本科学家把固氮基因转移至水稻根系微生物中，通过指导合成固氮所需的 ，进而起到固氮作用，从而降低了水稻的需氮量，减少了氮肥的施用量。而更为理想的是直接将固氮基因重组到稻、麦等经济作物的细胞中，建立“植物的小化肥厂”，让植物本身直接固氮，这样就可以免施氮肥。如果这样的重组能够实现的话，那么固氮基因最终实现表达的途径是 。
（4）这种生物固氮和工业固氮比较，它是在 、 条件下进行的，从而节省了大量的 。
一个研究人员将三种不同的植物放在10种不同的光照强度（光照强度从0到全日光照射）下培养几天。培养条件为正常空气，温度为32℃，所有植物都不缺水，这三种植物是：一种适应在强光下生长的C3植物（阳生植物）；一种适应在弱光下生长的C3植物（阴生植物）；一种适应在强光下生长的C4植物。研究人员测定了每种植物叶片的光合速率，结果如图2—1—5。问： 
A
B
C
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
图2—1—5
（1）从曲线B可以看到，光照强度与光合速率的关系为
。图中cd段主要是受光合作用 （光、暗）反应的限制。
（2）上述三种植物中，一种植物的部分细胞内叶绿体不具有基粒，该植物应为 （用图中字母表示）；另一种植物叶片最薄，该植物应为 （用图中字母表示）。
（3）在60%全日照光强照射下，通过增加光照强度可以提高 （用图中字母表示）植物叶片的光合速率。
（4）除光照强度和CO2等因素外，光合速率还受多种矿质元素的影响。例如，氮是光合作用过程中各种酶以及 和 的重要组成成分。农田中氮素的主要来源：一是 ；二是 。
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