Question

为综合利用并改良重金属镉污染土壤，科研人员研究了镉胁迫对能源作物甜高粱生理特性的影响及施钙的缓解效应。他们将培养20d后的甜高梁幼苗随机分成3组，分别进行3种处理：CK（对照）、Cd(0.2 mmoL·L^-1 Cd)、Ca（3.0 mmol·L^-1 Ca加0.2 mmoI·L^-1 Cd），测定处理15d和30d后的幼苗叶绿素总量，并观察30d时甜高梁叶肉细胞叶绿体的超微结构，结果如下图。请回答：

（1）研究人员将培养20d的幼苗随机分成3组，每组设置4盆的目的是__。

（2）使用无水乙醇提取色素的原理是____。

（3）由图1可知镉胁迫造成叶绿素含量降低，导致光反应产生的____减少，直接影响暗反应中_______（过程）；结合图2分析，叶绿素含量降低的原因是___。

（4）钙能缓解镉胁迫，施钙30d后可使叶绿素含量的降低缓解约____%。

（5）甜高粱含有丰富的糖类，但镉污染土壤中收获的甜高粱不能作为家畜饲料，这是因为________，可通过 ___ 转变为人类可利用的能源物质。

Answer

重复实验，减少实验误差 色素可以溶解在无水乙醇中 ATP和[H] 三碳化合物的还原 类囊体结构破坏 50% 重金属镉可通过食物链富集危害家畜和人的健康 酵母发酵生产燃料乙醇等途径

【解析】

分析题干信息可知：本实验为探究“镉胁迫对甜高粱生理特性的影响及施钙的缓解效应”，据图1可知，与对照相比，Cd组叶绿素含量降低，而Ca处理后叶绿素含量有所上升，但仍低于对照；图2显示Cd组和Ca组的叶绿体形态差异明显。

（1）为减少实验误差，实验设计时通常需要设置重复试验，故本实验中需要将培养20d的幼苗随机分成3组，每组设置4盆。

（2）因色素可以溶解在（有机溶剂）无水乙醇中，故实验使用无水乙醇提取色素。

（3）叶绿素可参与光合作用的光反应，故若叶绿素含量降低，光反应产生的ATP和[H]就会减少，进而影响暗反应过程中C3的还原；由图2可知，Cd组的叶绿体结构发生明显变化，主要是类囊体结构被破坏，导致叶绿素含量降低。

（4）据图可知， 与Cd组比较，30d后Ca组叶绿素增长2.8-2.1=0.7mg.g-1，与对照组比较，Cd组下降数量3.5－2.1=1.4 mg.g-1相比，钙30d后可使叶绿素含量的降低缓解约0.7/1.4=50%。

（5）由于重金属镉可通过食物链富集危害家畜和人的健康，故镉污染土壤中收获的甜高粱不能作为家畜饲料；但可通过酵母发酵生产燃料乙醇等途径转变为人类可利用的能源物质。