Question

【題目】研究人員對處于生長期的A、B兩種綠色植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。下圖1表示植物A與植物B的凈光合速率隨CO2濃度變化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖2是探究光照強(qiáng)度和溫度對植物B光合速率的影響,在獲取的植物B的葉圓片中，選取大小、顏色相同的葉圓片若干，放在含有適宜濃度的NaHCO3溶液的燒杯中，通過檢測葉圓片開始上浮的時(shí)間。請回答下列問題：

圖1 圖2

（1）圖1所示實(shí)驗(yàn)的自變量是________。圖1中CO2濃度低于b時(shí)，限制植物A、B光合作用的環(huán)境因素分別是________。

（2）圖1所示實(shí)驗(yàn)，在其他條件適宜情況下，若將植物B培養(yǎng)在缺鎂的環(huán)境中，則a點(diǎn)將向___移動(dòng)。如果將植物A、B種植在同一個(gè)密封無色并給予適宜光照的玻璃容器中，則_____（填“植物A”或“植物B”）先死亡。

（3）研究人員稱取了一定量的植物A葉片，并將其均分為兩等份，將其中的一份利用差速離心法將葉片中的葉綠體提取出來，均分成若干份，而將另一份葉片切成約1.0mm×1.0 mm小塊，均分若干等份。分別置于不同濃度梯度的NaHCO3溶液中，在相同且適宜光照和溫度等條件下，分別測定各濃度下葉綠體和葉切片的O2釋放速率。結(jié)果在相同濃度的NaHCO3溶液下，葉綠體的O2釋放速率總是大于葉切片的O2 釋放速率，其原因可能是__。

（4）將10片葉圓片投放于含有適宜濃度的NaHCO3溶液的燒杯中，如圖2所示，開始葉圓片沉在燒杯底部，將燒杯置于適宜光照條件下一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)葉圓片上浮，上浮的原因是__________。若使投放于燒杯中的葉圓片立刻下沉至底部，最常見的措施是___________。

（5）探究光照強(qiáng)度對光合作用速率的影響時(shí)，通過調(diào)節(jié)白熾燈與燒杯之間的距離來實(shí)現(xiàn)對自變量的控制，是否存在不合理之處，為什么？____________________________。

Answer 1

【答案】CO2濃度和植物種類 CO2濃度、CO2濃度 右 植物B 葉切片光合作用產(chǎn)生的O2一部分被自身的呼吸作用消耗 葉圓片進(jìn)行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉圓片細(xì)胞間隙中的O2積累，或葉表面吸附著O2，使葉圓片上浮用 注射器抽出細(xì)胞間隙的空氣 存在不合理之處，因?yàn)榘谉霟艟酂�杯的距離不同，輸入燒杯的熱量也不同，會(huì)改變燒杯中溶液的溫度

【解析】

據(jù)圖分析，圖1中實(shí)驗(yàn)的自變量是二氧化碳濃度、植物的種類，因變量是二氧化碳的吸收速率，代表凈光合速率。a點(diǎn)表示植物B的二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)光合速率與呼吸速率相等；b點(diǎn)代表植物A的二氧化碳飽和點(diǎn)，此時(shí)光合速率達(dá)到最大值；由圖可見植物A的二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都先于植物B達(dá)到，說明植物A比植物B更能利用較低濃度的二氧化碳。圖2是探究光照強(qiáng)度和溫度對植物B光合速率的影響，白熾燈的瓦數(shù)或與燒杯的距離可以改變光照強(qiáng)度和溫度。

（1）根據(jù)以上分析已知，圖1實(shí)驗(yàn)的自變量是二氧化碳濃度和植物的種類；b時(shí)以前，兩條曲線都呈上升趨勢，說明限制兩種植物光合速率的環(huán)境因素都是二氧化碳濃度。

（2）根據(jù)題意分析，圖1中a點(diǎn)為植物B的二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)光合速率與呼吸速率相等。若將植物B培養(yǎng)在缺鎂的環(huán)境中，則葉綠素合成不足導(dǎo)致光合速率降低，而呼吸速率不變，因此a點(diǎn)將右移；根據(jù)以上分析已知，植物A比植物B更能利用較低濃度的二氧化碳，因此若將植物A、B種植在同一個(gè)密封無色并給予適宜光照的玻璃容器中，植物B先死亡。

（3）根據(jù)題意分析，葉綠體只能進(jìn)行光合作用釋放氧氣，而葉切片可以同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，其光合作用釋放的氧氣一部分被呼吸作用利用，因此葉綠體的氧氣釋放速率總是大于葉切片的氧氣釋放速率。

（4）根據(jù)題意分析，在適宜光照條件下，植物B的葉圓片光合速率大于呼吸速率，即葉圓片進(jìn)行光合作用，釋放出的氧氣多于呼吸作用消耗的氧氣，葉圓片細(xì)胞間隙中的氧氣積累，或葉表面吸附著氧氣，使葉圓片上浮用。若使投放于燒杯中的葉圓片立刻下沉至底部，應(yīng)該用注射器抽出細(xì)胞間隙的空氣。

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的單一變量原則分析，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是不合理的，因?yàn)榘谉霟艟酂�杯的距離不同，輸入燒杯的熱量也不同，會(huì)改變燒杯中溶液的溫度。