Question

【題目】鎘（Cd）是一種重金屬，鎘污染會造成植物葉綠素含量下降，生長不良。為探究鎘對植物生長發(fā)育的影響，科研人員利用黑麥草進(jìn)行實驗，結(jié)果如圖。請回答下列問題：

（1）隨著鎘濃度的增加，活性氧含量增加，使葉綠體中的______膜受到破壞，葉綠素含量下降，導(dǎo)致吸收的______光明顯減少，光合作用強(qiáng)度下降。

（2）鎘導(dǎo)致葉綠素含量下降的另一個原因是根系對Mg2+的吸收能力下降。請結(jié)合圖中數(shù)據(jù)分析鎘降低根系對Mg2+吸收能力的機(jī)理：

①隨鎘濃度的增加H+-ATP酶活性下降，導(dǎo)致______受抑制，細(xì)胞能量供應(yīng)減少。

②活性氧含量增加，______受損加劇，導(dǎo)致細(xì)胞運輸Mg2+的載體減少。

（3）利用CdCl2、完全培養(yǎng)液、黑麥草以及其它所需的材料和設(shè)備，在不破壞植物組織前提下設(shè)計實驗，驗證隨鎘濃度的增加根系對Mg2+的吸收能力下降。請寫出實驗思路：______。

Answer 1

【答案】類囊體 紅光和藍(lán)紫 ATP的水解 細(xì)胞膜 用添加了不同濃度CdCl2的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)黑麥草，一段時間后，測量并比較各組培養(yǎng)液中Mg2+的剩余量，從而判斷根系對Mg2+的吸收能力

【解析】

由圖可知，隨著鎘濃度的增大，活性氧含量逐漸上升，H+-ATP酶的活性逐漸下降，會導(dǎo)致供能不足，影響礦質(zhì)離子的吸收等需要消耗能量的過程。

（1）隨著鎘濃度的增加，活性氧含量增加，活性氧會導(dǎo)致生物膜的損傷和破壞，可能導(dǎo)致葉綠體中的類囊體膜受到破壞，進(jìn)而造成類囊體膜上的葉綠素含量下降，導(dǎo)致其吸收的紅光和藍(lán)紫光明顯減少，從而引起光合作用強(qiáng)度下降。

（2）根系對Mg2+吸收是主動運輸，需要消耗能量和載體蛋白，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知，隨著鎘濃度的增加，一方面引起H+-ATP酶活性下降，抑制了ATP的水解，導(dǎo)致細(xì)胞能量供應(yīng)減少，影響了鎂離子的吸收，進(jìn)而導(dǎo)致葉綠素含量不足；另一方面引起活性氧含量增加，引起細(xì)胞膜受損加劇，導(dǎo)致運輸Mg2+的載體減少，影響力鎂離子的吸收，導(dǎo)致葉綠素含量不足。

（3）要驗證鎘會降低根系對Mg2+的吸收能力，自變量為鎘的濃度，因變量為根系對Mg2+的吸收能力，因此用鎘含量不同的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)黑蕎草，一段時間后，測量并比較各組培養(yǎng)液中Mg2+的剩余量，從而判斷根系對Mg2+的吸收能力。