Question

13．為探究KHCO₃對水稻四葉齡幼苗光合作用的影響，稱取3g四葉齡水稻葉片，均分為兩份，分別做如下實驗．（實驗中使用的氧電極可測量溶液中O₂變化的速率）
實驗一：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，分別用氧電極測定其O₂釋放速率．
實驗二：將另一份葉片切成約1.0mm×1.0mm小塊，均分為4組，其余步驟和條件與實驗一相同．實驗結(jié)果如圖．
請據(jù)圖回答：
（1）實驗中隨著KHCO₃溶液濃度的升高，葉綠體、葉切片的O₂釋放速率均升高，原因是光合作用所需的CO₂濃度增加導(dǎo)致的．實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)KHCO₃溶液的濃度過高時，葉綠體、葉切片的O₂釋放速率均會下降，原因是KHCO₃溶液濃度過高，使葉綠體、葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降．
（2）在相同KHCO₃溶液濃度下，葉切片的O₂釋放速率小于（填“大于”、“小于”或“等于”）葉綠體的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．
（3）為探究第（2）題的原因分析是否正確，設(shè)計以下實驗方案，請補充．稱取1.5g四葉齡水稻葉片，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，在黑暗、20℃恒溫條件下，分別用氧電極測定其O₂消耗速率．

Answer 1

分析 本題分析實驗操作和實驗結(jié)果曲線為解題關(guān)鍵．實驗一中制備的是葉綠體，該實驗裝置中只進(jìn)行光合作用；而實驗二中是將葉片切成小塊，該實驗裝置既進(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，但是實驗一結(jié)果的曲線始終處于實驗二曲線之上，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）圖中可以看出，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，KHCO₃溶液濃度越高，提供的CO₂越多，光合作用強(qiáng)度就越大．實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)KHCO₃溶液的濃度過高時，使葉綠體、葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降，葉綠體、葉切片的O₂釋放速率均會下降．
（2）圖中可以看出，實驗一結(jié)果的曲線始終處于實驗二曲線之上，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．
（3）要探究第（2）題的原因分析是否正確，只需設(shè)置實驗二的對照實驗即可，即其他操作均相同，但是將葉切片放在黑暗、20℃恒溫條件下，來測定其氧氣消耗速率即可．
故答案為：
（1）CO₂濃度    KHCO₃溶液濃度過高，使葉綠體、葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降
（2）小于      呼吸作用消耗
（3）黑暗、20℃恒溫       O₂消耗速率

點評 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；運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(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．