Question

13．為驗(yàn)證KHCO₃對(duì)某植物幼苗光合作用的影響，稱取其幼葉3g，均分為兩份，分別做如下實(shí)驗(yàn)． （實(shí)驗(yàn)中使用的氧電極可測(cè)量溶液中O₂變化的速率）
實(shí)驗(yàn)一：采用差速離心法將一份葉片制備葉綠體，均分為4組，分別置于不同濃度的KHCO₃溶液中，在適宜光照、20℃恒溫條件下，分別用氧電極測(cè)定其O₂釋放速率．
實(shí)驗(yàn)二：將另一份葉片切成約1.0mm×1.0mm小塊，均分為4組，分別置于不同濃度的KHCO₃溶液中，在適宜光照、20℃恒溫條件下，分別用氧電極測(cè)定其O₂釋放速率．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖．請(qǐng)回答：
（1）在光合作用的光反應(yīng)中，水在光下分解可產(chǎn)生[H]、O₂．暗反應(yīng)中CO₂的固定是在葉綠體的基質(zhì)中完成的．
（2）在實(shí)驗(yàn)的濃度范圍內(nèi)，隨著KHCO₃溶液濃度的升高，葉綠體、葉切片的O₂釋放速率均上升，原因是光合作用所需的CO₂濃度增加．
（3）在適宜光照、溫度和相同KHCO₃溶液濃度下，葉綠體的O₂釋放速率大于（大于、小于或等于）葉切片的O₂釋放速率．原因可能是葉切片光合作用產(chǎn)生的O₂一部分被呼吸作用消耗．
（4）為探究第（3）題的原因分析是否正確，設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)補(bǔ)充：稱取1.5g上述植物幼葉，切成約1.0mm×1.0mm小塊，均分為4組，分別置于0、0.01、0.05、0.1mol．L^-1的KHCO₃溶液中，在20℃恒溫、黑暗條件下，分別用氧電極測(cè)定其O₂消耗速率（或呼吸速率）．

Answer 1

分析 本題分析實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線為解題關(guān)鍵．實(shí)驗(yàn)一中制備的是葉綠體，該實(shí)驗(yàn)裝置中只進(jìn)行光合作用；而實(shí)驗(yàn)二中是將葉片切成小塊，該實(shí)驗(yàn)裝置既進(jìn)行光合作用有進(jìn)行呼吸作用．從曲線圖可以看出，隨著KHCO₃溶液濃度的升高，葉綠體、葉切片的O₂釋放速率均上升，這是由于KHCO₃溶液可以提供CO₂的結(jié)果，但是實(shí)驗(yàn)一結(jié)果的曲線始終處于實(shí)驗(yàn)二曲線之上，即在相同KHCO₃溶液濃度下，葉切片的O₂釋放速率小于葉綠體的O₂釋放速率，這可能是葉切片要進(jìn)行呼吸作用消耗氧氣的原因．

解答 解：（1）在光合作用的光反應(yīng)中，水在光下分解可產(chǎn)生[H]、O₂．暗反應(yīng)中CO₂的固定是在葉綠體的基質(zhì)中完成的．
（2）在實(shí)驗(yàn)的濃度范圍內(nèi)，隨著KHCO₃溶液濃度的升高，光合作用所需的CO₂濃度增加，光合作用增強(qiáng)，因此葉綠體、葉切片的O₂釋放速率均上升．
（3）在適宜光照、溫度和相同KHCO₃溶液濃度下，由于葉切片光合作用產(chǎn)生的O₂一部分被呼吸作用消耗，因此葉綠體的O₂釋放速率大于葉切片的O₂釋放速率．    
（4）要探究第（2）題的原因分析是否正確，只需設(shè)置實(shí)驗(yàn)二的對(duì)照實(shí)驗(yàn)即可，即其他操作均相同，但是將葉切片放在20℃恒溫、黑暗條件下，來(lái)測(cè)定其氧氣消耗速率即可．
故答案為：
（1）[H]、O₂        基質(zhì)
（2）O₂釋放速率       光合作用所需的CO₂濃度增加
（3）大于       葉切片光合作用產(chǎn)生的O₂一部分被呼吸作用消耗
（4）1.5       黑暗        O₂消耗速率（或呼吸速率）

點(diǎn)評(píng) 本題考查了影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素，意在考查考生能從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力；運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力．