Question

【題目】為探究CO2濃度對菠菜光合作用的影響，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：①取新鮮的菠菜葉，用直徑為0.5cm的打孔器打出若干葉圓片（避開大葉脈）；②使用注射器抽出葉圓片中的氣體，將葉圓片放入盛有蒸餾水的燒杯（葉圓片沉入水底），遮光；③設(shè)置5組，向各組燒杯中分別加入蒸餾水、質(zhì)量濃度為0.5%、1%、1.5%、2%的NaHCO3（注： NaHCO3溶液為光合作用提供原料，且濃度變化對溶液pH的影響忽略不計(jì)），再向各組燒杯中放入20片葉圓片置于20℃和相同的光強(qiáng)度下，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行2min和4min時記錄上浮葉圓片的數(shù)量。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，記錄數(shù)據(jù)，求平均值（取整數(shù)）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示，請分析回答下列有關(guān)問題：

不同NaHCO3濃度下菠菜葉圓片上浮的數(shù)量

時間	上浮的葉圓片數(shù)量（片）
	蒸餾水	0.5% NaHCO3	1% NaHCO3	1.5% NaHCO3	2% NaHCO3
2min	0	7	11	10	4
4min	0	15	16	13	7

（1）進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時，選用菠菜效果較好，原因是_______________________。打孔器打出葉圓片時，需避開大葉脈，原因是_______________________。

（2）葉片上浮的原因是光合作用產(chǎn)生了_______，該物質(zhì)產(chǎn)生后的轉(zhuǎn)移途徑是___________________。

（3）在蒸餾水中，葉圓片一直未上浮，原因是：______________________；當(dāng)NaHCO3濃度較高時，反而減弱光合強(qiáng)度，請解釋這一現(xiàn)象。________________

（4）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)種植在公路邊的菠菜因葉片上沉積粉塵而生長緩慢。從光合作用的角度分析，這是因?yàn)?/span>_____________________________。

（5）圖中，將某一植株上對稱葉片的一部分（U）遮光，另一部分（V）不遮光，并設(shè)法使兩部分之間的物質(zhì)不發(fā)生轉(zhuǎn)移。用適宜光照照射6h后，在U和V的對應(yīng)部位截取等面積的葉片，烘干稱重，分別為MU和MV（單位：mg）。則該植物細(xì)胞總光合作用速率為_____________ mg/h/單位面積。

Answer 1

【答案】菠菜葉肉肥厚，細(xì)胞排列疏松，容易抽出葉片中的氣體；且葉片較大，方便制作葉圓片 葉脈中基本無色素 O2 從葉綠體向線粒體和細(xì)胞外轉(zhuǎn)移 葉圓片光合作用強(qiáng)度小于或等于呼吸作用強(qiáng)度 濃度過高會抑制細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響光合作用 粉塵會降低葉片對光的吸收，并堵塞氣孔使CO2的吸收減少，從而減少（CH2O）的生成 （MV-MU）/6

【解析】

影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等。根據(jù)題意可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是 NaHCO3濃度和時間，因變量是葉圓片上浮的數(shù)量。據(jù)此分析作答。

（1）進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時，選用菠菜效果較好，原因是菠菜葉肉肥厚，細(xì)胞排列疏松，容易抽出葉片中的氣體；且葉片較大，方便制作葉圓片。打孔器打出葉圓片時，需避開大葉脈，原因是葉脈中基本無色素。
（2）葉片上浮，原因是光合作用產(chǎn)生了氧氣，從葉綠體向線粒體和細(xì)胞外轉(zhuǎn)移。
（3）在蒸餾水中，葉圓片一直未上浮，原因是CO2濃度低，葉圓片光合作用強(qiáng)度小于或等于呼吸作用強(qiáng)度；當(dāng)NaHCO3濃度較高時，CO2濃度高，抑制細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響光合作用。
（4）粉塵會降低葉片對光的吸收，并堵塞氣孔使CO2的吸收減少，從而減少（CH2O）的生成 ，所以葉片上沉積粉塵而生長緩慢。
（5）設(shè)U和V的對應(yīng)部位截取等面積的葉片沒有處理前干重為m，呼吸作用的強(qiáng)度是（m-MU）÷6，凈光合作用強(qiáng)度是（MV-m）÷6，該植物細(xì)胞實(shí)際光合作用速率為（m-MU）÷6+（MV-m）÷6=（MV-MU）/6mg/h。