Question

为探究KHCO₃对水稻四叶龄幼苗光合作用的影响，称取3 g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1．0 mm×1．0 mm小块，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。

实验结果如下图。请据图回答：

（1）在实验的浓度范围内，随着KHCO₃溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O₂释放速率均________，原因是光合作用所需的________增加导致的。

（2）在相同KHCO₃溶液浓度下，叶切片的O₂释放速率________（填“大于”“小于”或“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1．0 mm×1．0 mm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）上升 CO2浓度 （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】（1）图中可以看出，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升，这是由于KHCO3溶液可以提供CO2，KHCO3溶液浓度越高，提供的CO2越多，光合作用强度就越大。（2）图中可以看出，实验一结果的曲线始终处于实验二曲线之上，即在相同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，这可能是叶切片要进行呼吸作用消耗氧气的原因。（3）要探究第（2）题的原因分析是否正确，只需设置实验二的对照实验即可，即其他操作均相同，但是将叶切片放在黑暗、20℃恒温条件下，来测定其氧气消耗速率即可。

【考点定位】影响光合作用速率的环境因素,无机盐的主要存在形式和作用,细胞呼吸的过程和意义

【名师点睛】本题分析实验操作和实验结果曲线为解题关键．实验一中制备的是叶绿体，该实验装置中只进行光合作用；而实验二中是将叶片切成小块，该实验装置既进行光合作用有进行呼吸作用。从曲线图可以看出，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升，这是由于KHCO3溶液可以提供CO2的结果，但是实验一结果的曲线始终处于实验二曲线之上，即在相同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，这可能是叶切片要进行呼吸作用消耗氧气的原因。