Question

镉盐在水中多以离子状态存在，对水生植物的影响尤为严重。某科研小组研究不同浓度的镉对水生植物紫萍生理的影响，结果见下图。该小组对实验数据分析时发现MDA（膜脂分解最重要的产物之一）的含量与镉浓度呈正相关关系。请回答下列问题：

（1）由图可知，该实验的自变量为___________________________，由图甲得出的结论是_________________。

（2）可溶性蛋白含量是衡量植物总体代谢的重要指标。图乙中，在0～5 mg/kg镉浓度条件下，植物中可溶性蛋白含量呈上升趋势，进而植物的代谢增强，原因可能是少量的镉被紫萍吸收后，贮存在________（填细胞器）中，不会对主要生理过程产生危害；镉浓度超过5 mg/kg后，镉通过破坏可溶性蛋白的_________，使其溶解度下降，因此对光合作用中____________阶段的影响更大。

（3）由MDA含量与镉浓度的关系可推测：镉可能是通过破坏___________（结构）影响光合作用______反应阶段，从而降低光合速率；同时也可能通过破坏___________影响呼吸作用第三阶段的进行。

Answer

镉的浓度和处理时间 随着镉浓度的增大，叶绿素的含量逐渐降低，叶绿素a受影响的幅度更大 液泡 空间结构 暗反应 类囊体薄膜（或基粒） 光 线粒体内膜

【解析】

光合作用过程分为光反应和暗反应阶段，光反应是水光解产生[H]和氧气，同时合成ATP，发生在叶绿体的类囊体膜上，暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，三碳化合物还原需要消耗光反应产生的[H]和ATP，发生在叶绿体基质中。

（1）据图分析可知，该实验研究不同浓度的镉对水生植物紫萍生理的影响，实验的自变量为镉的浓度和处理时间；分析试验数据发现随着镉浓度的增大，叶绿素的含量逐渐降低，叶绿素a受影响的幅度更大。

（2）图2中，在0~5mg/kg镉浓度条件下，植物中可溶性蛋白含量呈上升趋势，进而植物的代谢增强，原因可能是少量的镉被紫萍吸收后，贮存在液泡中，不会对主要生理过程产生危害；镉浓度超过5mg/kg时，通过破坏可溶性蛋白的空间结构使其溶解性下降，暗反应的进行需要较多的酶，因此对光合作用中暗反应阶段的影响更大。

（3）光合作用的光反应场所是叶绿体类囊体的薄膜；呼吸作用第三阶段的场所是线粒体内膜。