Question

科研人员为研究土壤pH对粳型杂交稻幼苗光合特性的影响进行了相关实验，步骤如下：

①将消毒后生理状态良好且相同的水稻幼苗分别置于pH为4．0、5．0、6．0、7．0和8．0的培养液培养，其他条件适宜；

②培养一段时间后，测定水稻幼苗叶片光合速率、呼吸速率及叶绿素a、叶绿素b的含量，计算叶绿素总量和叶绿素a/b的值，结果如下图。

分析回答：

（1）培养水稻幼苗的过程中，隔天更换培养液，除了可以防止缺氧造成烂根和营养不足之外，还能防止培养液________的改变，影响实验结果。

（2）测定叶绿素含量前，需要提取叶绿素。提取的方法是：在剪碎的绿叶中加入SiO₂、________、________后快速研磨，经过滤获得色素滤液。

（3）测定水稻幼苗叶片呼吸作用速率时需在________条件下进行。

（4）由图乙可知，水稻对pH的适应范围较广，在________范围内对水稻的生长影响不大。结合甲图分析，pH的变化主要导致________的变化，从而影响光合速率。

（5）若pH为4．0时，水稻幼苗要正常生长，每天适宜的光照时间不少于________小时。

Answer

（1）pH （2）碳酸钙（CaCO3） 无水乙醇（或丙酮） （3）黑暗 （4）5．0～7．0 叶绿素a/b的比值 （5）13．7

【解析】（1）本实验的自变量是培养液的pH，水稻对离子的吸收具有选择性，每种离子的吸收量不同，在培养水稻幼苗的过程中，隔天更换培养液，除了可以防止缺氧造成烂根和营养不足之外，还能防止培养液pH的改变，影响实验结果。（2）提取叶绿素的过程中，在剪碎的绿叶中加入SiO2是为了使研磨更充分，加入CaCO3是为了防止研磨中色素被破坏，加入无水乙醇（或丙酮）是为了溶解、提取色素。（3）水稻在有光时会进行光合作用，所以测定水稻幼苗叶片呼吸作用速率时需在黑暗条件下进行，此时水稻只进行呼吸作用。（4）据图可知，水稻在pH为5．0～7．0范围内，净光合速率几乎没有变化，所以此范围内对水稻生长影响不大；分析甲图可知，随pH值升高，叶绿素含量逐渐降低，而叶绿素a/b的比值，先升高再降低，所以pH的变化主要导致叶绿素a/b的比值的变化，从而影响光合速率。（5）pH为4．0时，呼吸速率是200μmol﹒mg-1﹒h-1，净光合速率是150μmol﹒mg-1﹒h-1，所以该pH值时的实际光合作用速率＝呼吸速率+净光合速率＝350μmol﹒mg-1﹒h-1，设水稻幼苗要正常生长，每天适宜的光照时间不少于m小时，则有350μmol﹒mg-1﹒h-1×m＝24×200μmol﹒mg-1﹒h-1，解得m=13．7小时。

【考点定位】研究土壤pH对粳型杂交稻幼苗光合特性的影响的相关实验