Question

黄瓜的靶斑病主要危害黄瓜叶片，该病初期，叶片上出现黄点而后黄点逐渐扩大甚至连成片，导致叶片失绿、干化变脆，严重影响黄瓜叶片的光合作用。研究人员研究了不同程度的靶斑病对黄瓜叶片光合作用的影响得到的结果如下表所示。请分析并回答下列问题:

病级	病斑面积(%)	叶绿素含量(%)	净光合速率 [μmol. (m^2.s)^-1	气孔导度 [umol. (m^2s)^-1]
0	0.00	53.70	20.76	0.40
1	2.57	31.92	18.88	0.38
3	9.69	29.45	15.44	0.36
5	28.84	20.54	15.39	0.32

注:病级指黄瓜叶片患靶斑病的不同程度:气孔导度指气孔张开的程度。
(1)提取黄瓜叶片中的光合色素时要使用__________试剂， 研磨时同时加入SiO₂和CaCO₃加入CaCO₃的目的是_____。

(2)在提取到黄瓜叶片光合色素后，可通过对比各组黄瓜叶片对某种颜色的光的吸收率来计算叶片中的叶绿素含量。为减少其他光合色素的干扰，“某种颜色的光”最可能是__________(填“红光”、“蓝紫光"或“绿光")，原因是__________。

(3)在实验过程中，黄瓜叶肉细胞产生O₂的去向是__________。根据表中提供的数据推测，靶斑病通过影响光合作用的____________阶段使黄瓜的净 光合速率降低。

(4)某科研小组在晴朗的白天，分别对生长在强光下和弱光下的黄瓜幼苗吸收co,的速率(单位: gcm²-h^-1)、气孔阻力(气孔开度减小，气孔阻力增大)等生理指标进行了测定，结果如下图所示。

①若一天中温度不变，强光下黄瓜幼苗制造有机物的最大速率为__________g.cm^-2.h(以co₂的质量表示)。实验测得10:00- 12:00间光照强度不断增强，因__________增大，强光下黄瓜幼苗吸收CO₂的速率却下降。

②若温度在一天中会发生变化，科研小组若要测定黄瓜幼苗一天中某一时段的光合速率，还要测定幼苗的__________。 若在白天进行该过程，需采取____________措施。

Answer

无水乙醇（或丙酮） 防止色素被破坏 红光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，通过比较红光的吸收率，能更准确地计算出叶绿素含量 由叶绿体类囊体薄膜扩散到线粒体和细胞外 光反应和暗反应 7 气孔阻力 呼吸速率 遮光或黑暗（处理）

【解析】

光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应，光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。光合作用强度主要受光照强度、CO2浓度、温度等影响。

(1)光合色素为脂溶性，利用相似相溶的原理，提取黄瓜叶片中的光合色素时要使用无水乙醇（或丙酮）试剂， 研磨时加入SiO2可以防止色素被破坏，加入CaCO3的目的是保护叶绿素不被有机酸破坏。
(2)计算叶片中的叶绿素含量时，为减少其他光合色素的干扰，“某种颜色的光”最可能是红光，原因是叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，通过比较红光的吸收率，能更准确地计算出叶绿素含量。
(3)光反应中水在叶绿体类囊体薄膜上光解产生O2，O2可扩散到线粒体用于呼吸作用，也可以扩散到细胞外。根据表中提供的数据，叶绿素含量下降、气孔导度下降，净光合速率下降，而叶绿素是光反应的条件之一，气孔是CO2的通道，因此推测靶斑病通过影响光合作用的光反应和暗反应阶段使黄瓜的净光合速率降低。
(4)①若一天中温度不变，呼吸速率为1g.cm-2.h，强光下黄瓜幼苗制造有机物的最大速率为净光合速率+呼吸速率=6+1=7g.cm-2.h(以CO2的质量表示)。实验测得10:00- 12:00间光照强度不断增强，因气孔阻力增大（图2可知），强光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率却下降（图1可知）。
②若温度在一天中会发生变化，说明呼吸速率会变化，科研小组若要测定黄瓜幼苗一天中某一时段的光合速率，还要测定幼苗的呼吸速率（总光合速率=净光合速率+呼吸速率）。 若在白天进行呼吸速率的测定，需采取遮光或黑暗（处理）措施，排除光合作用的干扰。