Question

甲同学将相同生理状态的非洲茉莉叶片横切成3种羽裂宽度（羽裂方式如图1所示，宽度为d），每种羽裂宽度的叶片等分为两组，分别浸入等量的质量分数为4．2%的碳酸氢钠溶液中，将叶片分散均匀不重叠，在适宜的光照强度下进行光合作用实验，一定时间后测定其氧气的释放量，实验结果如图2所示（假设叶片羽裂不影响细胞的呼吸速率）。乙同学测定非洲茉莉在不同温度和光照强度下光合作用强度变化趋势，结果如图3所示。请回答下列问题：

（1）甲同学所做实验的自变量是__________________，非洲茉莉叶肉细胞内氧气被消耗的具体场所是_________。

（2）该实验中所用的碳酸氢钠溶液的作用是_____________________。碳酸氢钠溶液浓度过高可能导致实验失败，其原因是__________________。

（3）羽裂可以暴露横切部位的叶肉细胞，根据图2可知，羽裂宽度越小，光合速率越大，试分析其原因：____________________________________。

（4）分析图3中的两条曲线，温度为25℃、光照强度小于2klx，采取___________措施将有助于茉莉的生长，判断依据是______________________。

（5）由图3可知，若某一天温度为25℃，光照强度大于1klx小于2klx，光照时间为12小时，则一昼夜后茉莉的干重将____________（填“增加”“减少”或“不变”）。

Answer

羽裂宽度和光照时间 线粒体内膜 为植物细胞光合作用提供CO2 碳酸氢钠溶液浓度过高会导致细胞失水过多，影响细胞代谢 叶片羽裂宽度越窄，从切面暴露出来的叶肉细胞（叶绿体）就越多，有利于叶肉细胞（叶绿体）直接吸收到更多的CO2（和更多的光能），从而提高了光合速率 适当降低温度 光照强度小于2klx时，25℃下净光合作用强度低于15℃净光合作用强度 减少

【解析】

分析图2，羽裂宽度越大，氧气的释放量越小，说明光合速率在下降；羽裂宽度相同时，光照时间长，氧气的释放量大，说明光照时间长，有利于光合作用；图3表示光照强度和温度对光合速率的影响，根据图分析，在光照强度弱的时候，低温更有利于植株的生长，在光照强度大时，25℃下更有利于植株生长。

（1）分析图2可知，该实验的自变量是光照时间和羽裂宽度，非洲茉莉叶肉细胞内氧气的消耗发生在有氧呼吸第三阶段，其场所是线粒体内膜。

（2）该实验中碳酸氢钠能够释放二氧化碳供给植物进行光合作用；碳酸氢钠溶液浓度过高会导致细胞失水过多，影响细胞代谢，甚至会使细胞死亡，从而导致实验失败。

（3）根据题意可知，羽裂可以暴露横切部位的叶肉细胞，因此叶片羽裂宽度越窄，从切面暴露的叶肉细胞就就越多，有利于叶肉细胞（叶绿体）直接吸收到更多的CO2（和更多的光能），从而提高了光合速率。

（4）根据图3分析，光照强度小于2klx时，25℃下净光合作用强度低于15℃净光合作用强度，所以温度为25℃、光照强度小于2klx，采取适当降低温度的措施将有助于茉莉的生长。

（5）温度为25℃、光照强度为2klx时，净光合速率=呼吸速率=22.4，则光合速率=44.8，若光照12h，一昼夜有机物净积累=44.8×12-22.4×24=0，若光照强度大于1klx小于2klx，则一昼夜后茉莉的干重将减少。