Question

为探究KHCO₃对水稻四叶龄幼苗光合作用的影响，称取3g四叶龄水稻叶片，均分为两份，分别做如下实验。（实验中使用的氧电极可测量溶液中O₂变化的速率）

实验一：采用差速离心法将一份叶片制备叶绿体，均分为4组，分别置于不同浓度的KHCO₃溶液中，在适宜光照、20℃恒温条件下，分别用氧电极测定其O₂释放速率。

实验二：将另一份叶片切成约1.0mm×1.0mm小块， 均分为4组，其余步骤和条件与实验一相同。

实验结果如图。请据图回答：

（1）实验中随着KHCO₃溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O₂释放速率均升高，原因是光合作用所需的           增加导致的。若继续增加KHCO₃溶液的浓度，则会出现O₂释放速率的饱和值，其限制因素是                      。

（2）在相同KHCO₃溶液浓度下，叶切片的O₂释放速率     （填大于/小于/等于）叶绿体的O₂释放速率。原因可能是叶切片光合作用产生的O₂一部分被              。

（3）为探究第（2）题的原因分析是否正确，设计以下实验方案，请补充。称取    g四叶龄水稻叶片，切成约1.0mm×1.0mm小块，均分为4组，分别置于0、0.01、0.05、0.1 mol·L^-1的KHCO₃溶液中，在                      条件下，分别用氧电极测定其                          。

Answer

（1）CO2浓度 温度、色素含量、酶量等 (写出2个得1分）

（2）小于 呼吸作用消耗

（3） 1.5 黑暗、20℃恒温 O2消耗速率（或呼吸速率）

【解析】

试题分析：（1）实验中随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均升高，这是因为KHCO3溶液可以提供CO2，在实验条件下KHCO3溶液浓度越高，提供的CO2越多，光合作用强度就越大；但光合作用除了受CO2浓度的影响外，还受温度、色素含量、酶量等条件的限制，所以若继续增加KHCO3溶液的浓度，则会出现O2释放速率的饱和值。

（2）据图可知，实验一结果的曲线始终处于实验二曲线之上，说明在相同KHCO3溶液浓度下，叶切片的O2释放速率小于叶绿体的O2释放速率；其原因可能是叶切片光合作用产生的O2一部分被叶片呼吸作用消耗。

（3）要探究第(2)题的原因分析是否正确，可以测定相同大小叶切片的O2消耗速率，即呼吸速率；实验条件是黑暗条件、温度应该与光下温度相同，即20℃恒温，由于原实验中是“称取3g四叶龄水稻叶片，均分为两份”，即每份1.5g，所以该探究实验中也应称取1.5g四叶龄水稻叶片，切成约1.0mm×1.0mm小块，均分为4组进行实验。

考点：本题考查光合作用和呼吸作用的影响因素的相关知识，意在考查学生意在运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。