Question

为探究光照强度对不同种植物幼苗光合作用能力的影响，某研究小组将生长状况相同的不同种植物幼苗分成A、B两组，分别栽种在温度适宜，其它条件均相同的环境中，测定结果如图1所示。请据图回答问题：

（1）据图1可知，该实验的自变量为__________________________，光照强度为150LX时，B组幼苗叶肉细胞的光合作用强度__________（填“大于”、“等于”或“小于”）叶肉细胞的呼吸作用强度，如果B组幼苗缺少镁离子，则b点的移动方向是__________。

（2）若每日12h光照（光照强度为300LX）、12h黑暗的条件下培养A组幼苗，则幼苗是否会生长__________，原因是______________________________。

（3）若光照强度增强，短时间内C₃含量的变化是____________________。当光照强度为3000LX时，限制A组幼苗光合作用强度的环境因素主要是____________________。

（4）图2是某同学进行的“叶绿体色素的提取和分离”实验，该实验分离色素的原理是______________________________；

请设计一个简单的实验验证四种色素对光吸收的差别，实验思路是______________________________

Answer

光照强度和植物种类 大于 左下 否 幼苗的净光合小于0（或有机物的量减少） 减少 CO2浓度 叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散得快，反之则慢 将绿叶中的4种色素溶液，分别放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况

【解析】

1、分析图1：放氧速率反映的是植物光合作用产生的O2量与呼吸作用吸收的O2量的差值，即表示的是净光合速率（或净光合作用强度），当光照强度为0时则表示呼吸速率。两者关系为：净光合作用量=真光合作用量−呼吸作用量、有机物的积累量=光合作用合成量−呼吸作用消耗量。

2、叶绿体色素分离的实验原理是叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。所以用层析法来分离四种色素。实验结果：最后滤纸条上将分离出四条色素带，颜色从上往下分别是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，四种色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。

（1）由图1可知，坐标曲线表示随着光照强度的增加，a、b两种植物放氧速率的变化，所以该实验的自变量是光照强度和植物的种类，因变量是放氧速率。当光照强度为150LX时，B组幼苗的净光合为0，即B组幼苗光合作用强度等于植物所有细胞的呼吸作用强度，此时B组幼苗叶肉细胞的光合作用强度大于叶肉细胞的呼吸作用强度。如果B组植物幼苗缺少镁离子，叶绿素的合成减少，光合作用强度下降，b点会向左下方移动。

（2）由图1可知：当光照强度为300lx时，A组幼苗净光合速率小于5，光照12小时积累的有机物量小于60；此时呼吸作用消耗氧速率为5，黑暗12小时植物只进行呼吸作用消耗氧为60，有机物的积累量=净光合速率=光合速率−呼吸速率，此时小于0，所以该植物不能正常生长。

（3）光照增强时，ATP和[H]生成加快，C3的还原加快，短时间内其来源不变结果导致的C3含量下降。当光照强度为3000lx时，A组幼苗的放氧速率不再随光照强度的增加而增加，说明光照强度不再是限制因素，所以限制A组幼苗光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。

（4）叶绿体色素分离的实验原理是叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，所以用层析法来分离四种色素。验证四种色素对光吸收的差别，首先将4种色素的溶液分别放在可见光和三棱镜之间。正常情况，会出现连续光谱，但是因为色素对光能的吸收，透过色素的光会出现不连续光谱。对比正常的连续光谱可以看到不同波长的光被吸收的情况。