Question

【題目】某科研小組選擇冬季大棚中的草莓為實(shí)驗(yàn)材料，在保證植物生長所需水分、肥料等相同且適宜的條件下，研究不同空氣質(zhì)量對溫室中的棚溫、光照強(qiáng)度和草莓光合速率的影響，結(jié)果如下表，請分析回答下列問題：

（1）當(dāng)空氣質(zhì)量由二級良轉(zhuǎn)為三級輕度污染時(shí)，光合速率并沒有明顯下降，原因可能是_________________________；當(dāng)三級污染加重成四級污染時(shí)，草莓光合速率下降，此時(shí)C3含量_____________，當(dāng)四級污染加重成五級污染時(shí)，草莓光合速率進(jìn)一步下降，主要原因是______________。

（2）分析以上數(shù)據(jù)可知，在空氣質(zhì)量處于四級中度污染以上時(shí)，需對草莓棚采取_________________________________措施來維持植物的光合速率。(回答2點(diǎn))

（3）科研人員在培育普通草莓幼苗時(shí)發(fā)現(xiàn)了一株黃化突變體，若要從色素的種類和含量方面了解其黃化的原因，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以探究(寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)測一種可能的結(jié)果與結(jié)論)。

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Answer 1

【答案】27.3℃和26.1℃都接近草莓光合作用的最適溫度，785 lx的光照強(qiáng)度也接近草莓的光飽和點(diǎn) 上升（增加） 溫度降低，導(dǎo)致與光合作用有關(guān)的酶活性降低，光合速率下降 補(bǔ)充光照、提高棚內(nèi)溫度 實(shí)驗(yàn)思路：分別取等量的普通草莓植株和黃化突變體植株的葉片，進(jìn)行色素的提取和用紙層析法分離，觀察并比較濾紙條上分離出的色素帶的條數(shù)、顏色深淺和寬窄情況。

預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論：與普通草莓植株的葉片色素帶相比，黃化突變體葉片的濾紙條上黃綠色與藍(lán)綠色的色素帶顏色較淺且窄（或不出現(xiàn)），說明黃化突變體植株產(chǎn)生的原因是缺少葉綠素造成的

【解析】

影響光合作用的主要環(huán)境因素有：1、溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱。2、二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。3、光照強(qiáng)度對光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。

（1）當(dāng)空氣質(zhì)量由二級良轉(zhuǎn)為三級輕度污染時(shí)，27.3℃和26℃都接近草莓光合作用的最適溫度，785lx的光照強(qiáng)度也接近草莓的光飽和點(diǎn)，所以光合速率沒有明顯下降。由表格數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)空氣質(zhì)量由三級升為四級污染時(shí)，光照強(qiáng)度明顯降低，導(dǎo)致光合作用的光反應(yīng)減弱，產(chǎn)生[H]和ATP減少，導(dǎo)致三碳化合物的還原減慢，三碳化合物的含量上升。當(dāng)處于五級污染時(shí)，由表格數(shù)據(jù)分析，導(dǎo)致草莓光合速率下降的主要原因是棚溫下降，降低了細(xì)胞內(nèi)與光合作用有關(guān)的酶的活性。

（2）由表格數(shù)據(jù)分析可知，在空氣質(zhì)量處于四級中度污染以上時(shí)，光照強(qiáng)度減弱，影響草莓光合速率的主要因素是棚溫和光照強(qiáng)度，因此可適當(dāng)提高溫度和光照強(qiáng)度來提高草莓的光合速率。

（3）草莓幼苗黃化很可能原因是葉綠素含量下降，所以可以通過紙層析法鑒定色素的含量，具體實(shí)驗(yàn)思路為：分別取等量的普通草莓植株和黃化突變體植株的葉片，進(jìn)行色素的提取和用紙層析法分離，觀察并比較濾紙條上分離出的色素帶的條數(shù)、顏色深淺和寬窄情況。若與普通草莓植株的葉片色素帶相比，黃化突變體葉片的濾紙條上黃綠色與藍(lán)綠色的色素帶顏色較淺且窄（或不出現(xiàn)），則可說明黃化突變體植株產(chǎn)生的原因是缺少葉綠素造成的。