Question

【題目】鎘(Cd)是一種常見的有毒重金屬，鎘污染會造成植物葉綠素含量下降，生長不良。為探究鎘對植物生長發育的影響，科研人員利用黑麥草進行實驗，結果如下：

請回答：

(1)隨著鎘濃度的增加，活性氧含量增加，導致葉綠體中的___________膜受到破壞，進而造成葉綠素含量下降。

(2)鎘導致葉綠素含量下降的另一個原因是根系對Mg2+的吸收能力下降，葉綠素合成減少。利用下列材料和試劑設計實驗，驗證鎘會降低根系對Mg2+的吸收能力。請寫出實驗思路。(要求：不破壞植物組織)

材料和試劑：CdCl2、完全培養液黑麥草，其它所需的材料和設備。

(3)結合圖中數據，分析鎘降低根系對Mg2+吸收能力的機理：

①___________，導致細胞能量供應減少

②___________，導致運輸Mg2+的載體減少。

Answer 1

【答案】類囊體 用鎘含量不同的完全培養液培養黑麥草，一段時間后，測量并比較各組培養液中Mg2+的剩余量，從而判斷根系對Mg2+的吸收能力 活性氧含量增加，引起線粒體膜損傷加劇，從而抑制了呼吸作用的進行（或“H+—ATP酶的活性降低，抑制了ATP的分解”）活性氧含量增加，引起細胞膜受損加劇

【解析】

據圖分析，該實驗的自變量的鎘濃度，因變量是活性氧含量、H+-ATP酶活性；在實驗濃度范圍內，隨著鎘濃度的增加，活性氧含量逐漸增加，會導致生物膜損傷和破壞越來越嚴重；而H+-ATP酶活性越來越低，會導致ATP水解受阻，細胞供能不足。

（1）據圖分析可知，隨著鎘濃度的增加，活性氧含量逐漸增加，會導致葉綠體的類囊體薄膜損傷和破壞，進而導致葉綠素含量降低。

（2）根據題意分析，該實驗的目的是驗證鎘會降低根系對Mg2+的吸收能力，根據實驗目的和設計的一般原則設計實驗過程：用鎘含量不同的完全培養液培養黑麥草，一段時間后，測量并比較各組培養液中Mg2+的剩余量，從而判斷根系對Mg2+的吸收能力。

（3）①據圖分析已知，隨著鎘濃度的增加，活性氧含量逐漸增加，引起線粒體膜損傷加劇，從而抑制了呼吸作用的進行，導致細胞能量供應減少，進而降低了根系對Mg2+吸收能力。（或“H+—ATP酶的活性降低，抑制了ATP的分解，導致細胞能量供應減少，進而降低了根系對Mg2+吸收能力。）

②據圖分析已知，隨著鎘濃度的增加，活性氧含量逐漸增加，引起細胞膜受損加劇，導致運輸Mg2+的載體減少，進而降低了根系對Mg2+吸收能力。