Question

15．對某植物甲進行如下實驗操作：①取若干株長勢相同的植物甲均分成6組，測得每組平均干重為2.8g；②第1組不遮光，2-6組分別進行程度為I-V的遮光處理（遮光程度依次增強，其他生長條件相同且適宜）；③培養(yǎng)相同時間后，測定植株干重、葉綠素a及葉綠素b的含量，結(jié)果如圖．請回答：
（1）利用試劑無水乙醇分別提取6組植株的色素，并將每組色素均分為兩份，分別進行下列操作：
①紙層析法分離所提取色素，得到的兩條葉綠素的色素帶中，距濾紙條上濾液細線較遠 （遠或近）的色素帶較寬．
②對提取的色素進行可見光吸收能力測試，隨遮光程度的增強，光吸收量增強．
（2）遮光程度Ⅴ時，光照強度最小，此時光合作用速率和呼吸作用速率的大小關(guān)系是相等．
（3）設(shè)葉綠素a與葉綠素b的比值為N，則根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，在遮光程度Ⅱ-Ⅴ之間，甲的凈光合作用強度與N呈正相關(guān)．
（4）進一步探究光照強度對該植物生理代謝的影響，測得的相關(guān)代謝數(shù)據(jù)為下表所示．那么此植物在2.5千勒克司（光飽和點）時CO₂的固定量為1.4mol•cm^-2•h^-1．（假設(shè)實驗過程中呼吸強度不變）

光照強度 （單位：千勒克司）	釋放氣體的相對值 （單位：mol•cm-2•h-1）
0	CO2：0.4
3.0	O2：1

Answer 1

分析 1、綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中，如無水乙醇、丙酮．因此可以用無水乙醇或丙酮提取色素．色素能溶解在層析液中，但是溶解度不同，在濾紙條上層析出色素帶，并距濾液細線由遠到近的依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a 和葉綠素b．葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光．
2、凈光合作用強度=光合作用強度-呼吸作用，凈光合作用強度可以體現(xiàn)為植物的增重量．光照強度大，植物蒸騰作用強，為了防止水分流失過多氣孔關(guān)閉，氣孔關(guān)閉了CO₂攝入量少，暗反應(yīng)減弱，光合作用速率減小，有機物積累．

解答 解：（1）綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中，如無水乙醇、丙酮．所以可以用無水乙醇或丙酮提取色素．
①各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴散的快，反之，則慢．離層析液由遠到近的依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a 和葉綠素b．葉綠素中葉綠素a的量較多．
②葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光．據(jù)圖可知，隨遮光程度的增強，葉綠素a和葉綠素b量增多，吸收光譜能力增強．
（2）遮光程度Ⅴ時，光照強度最小，植株干重為2.8g，植物干重沒有發(fā)生變化，說明此時凈光合作用為0，即光合作用速率等于呼吸速率．  
（3）在遮光程度Ⅱ-Ⅴ之間，葉綠素a與葉綠素b的比值N（$\frac{2.15}{0.45}$→$\frac{2.37}{0.58}$→$\frac{2.55}{0.66}$→$\frac{2.51}{0.78}$）逐漸減少，植物的干重也逐漸減少，因此可推知甲的凈光合作用強度與N呈正相關(guān)．
（4）此植物在2.5千勒克司（光飽和點）時CO₂的固定量為其總光合量，實驗過程中呼吸強度不變，光合作用釋放的氧氣量等于消耗的二氧化碳量，為其價凈光合強度，總光合速率=呼吸速率+凈光合速率=0.4+1.0=1.4mol•cm^-2•h^-1．
故答案為：
（1）無水乙醇    ①遠    ②增強
（2）相等     
（3）正    
（4）1.4

點評 本題考查了葉綠體色素的提取和分離實驗、光合作用的相關(guān)內(nèi)容，意在考查考生識圖和理解能力，難度不大．