Question

【題目】研究人員對處于生長期的A、B兩種綠色植物進行實驗探究。下圖1表示植物A與植物B的凈光合速率隨CO2濃度變化的實驗結果，圖2是探究光照強度和溫度對植物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間。請回答下列問題：

圖1 圖2

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

（2）圖1所示實驗，在其他條件適宜情況下，若將植物B培養在缺鎂的環境中，則a點將向___移動。如果將植物A、B種植在同一個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間，發現葉圓片上浮，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）探究光照強度對光合作用速率的影響時，通過調節白熾燈與燒杯之間的距離來實現對自變量的控制，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 葉切片光合作用產生的O2一部分被自身的呼吸作用消耗 葉圓片進行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉圓片細胞間隙中的O2積累，或葉表面吸附著O2，使葉圓片上浮用 注射器抽出細胞間隙的空氣 存在不合理之處，因為白熾燈距燒杯的距離不同，輸入燒杯的熱量也不同，會改變燒杯中溶液的溫度

【解析】

據圖分析，圖1中實驗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點表示植物B的二氧化碳補償點，此時光合速率與呼吸速率相等；b點代表植物A的二氧化碳飽和點，此時光合速率達到最大值；由圖可見植物A的二氧化碳補償點和飽和點都先于植物B達到，說明植物A比植物B更能利用較低濃度的二氧化碳。圖2是探究光照強度和溫度對植物B光合速率的影響，白熾燈的瓦數或與燒杯的距離可以改變光照強度和溫度。

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

（2）根據題意分析，圖1中a點為植物B的二氧化碳補償點，此時光合速率與呼吸速率相等。若將植物B培養在缺鎂的環境中，則葉綠素合成不足導致光合速率降低，而呼吸速率不變，因此a點將右移；根據以上分析已知，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）根據題意分析，葉綠體只能進行光合作用釋放氧氣，而葉切片可以同時進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，應該用注射器抽出細胞間隙的空氣。

（5）根據實驗的單一變量原則分析，該實驗設計是不合理的，因為白熾燈距燒杯的距離不同，輸入燒杯的熱量也不同，會改變燒杯中溶液的溫度。