Question

为了探究缺Mg对龙眼树光合速率的影响，某实验小组在不同程度的缺镁培养液中培养龙眼树，测定的相关数据如下表所示（光补偿点指的是光合速率和呼吸速率相等时的光照强度，光饱和点是指达到最大光合速率所需的最小光照强度）。请回答下列问题：

组别	处理 /（Mg^2+mmol·L^-1）	呼吸速率 /CO2μmol·m^-2·s^-1）	光补偿点 /（μmol光子·m^-2·s^-1）	光饱和点 /（μmol光子·m^-2·s^-1）
甲	0	1．3	43．3	724
乙	1	0．9	31．5	811
丙（对照）	4	0．4	16．7	1000

（1）为了检验缺Mg对叶绿体中色素合成的影响需要提取色素，提取色素时需要向盛有剪碎绿叶的研钵中加入有机溶剂无水乙醇，以及____________；分离色素的原理是______________________，分离结束后，离点样处最远的色素为____________。

（2）分析表格数据，在丙组植株所对应的光补偿点下，甲组植株________________（填“能”或“不能”）正常生长。处于光饱和点时，限制甲组植株光合速率的主要外界因素可能有________________。

（3）缺Mg会使植物的光补偿点增大，结合表格数据和所学知识，试从光合作用和呼吸作用两个方面分析，其原因是_____________________________。

Answer

CaCO3和SiO2 不同色素在层析液中溶解度不同，在滤纸条上的扩散速率不同 胡萝卜素 不能 Mg2+浓度、CO2浓度（和温度） 缺Mg2+会影响光合色素的合成，降低光合速率，同时增大了呼吸速率，因此要在更强的光照强度下才能使植物的光合速率等于呼吸速率，即光补偿点增大

【解析】

1、该实验自变量是镁离子的浓度，因变量是呼吸速率、光饱和点和光补偿点。

2、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。（2）层析液用于分离色素。（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。

3、分离绿叶中色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。

（1）提取色素时需要加入有机溶剂无水乙醇溶解色素，以及CaCO3防止色素被破坏和有利于充分研磨的SiO2；分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，在滤纸条上的扩散速率不同，因胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸带中扩散速度最快，故分离结束后其离点样处最远。

（2）分析表格数据，在丙组植株所对应的光补偿点下，甲组植株净光合速率小于零，不能正常生长。处于光饱和点时，光照强度不再是限制因素，因甲组植株缺乏镁离子，故限制甲组植株光合速率的主要外界因素可能有Mg2+浓度、CO2浓度（和温度）。

（3）据表格数据可知，缺Mg2+会影响光合色素的合成，降低光合速率，同时增大了呼吸速率，因此要在更强的光照强度下才能使植物的光合速率等于呼吸速率，即缺Mg会使植物的光补偿点增大。