Question

某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。请回答：

(1)叶绿素存在于植物叶片细胞叶绿体的___________，进行叶绿素含量的测定时，将绿叶烘干剪碎后，放入研钵，加入_____________和95%的乙醇，研磨成匀浆，过滤后获得滤液，进行含量测定。

(2)叶绿素吸收红光和蓝紫光而几乎不吸收_______，并在酶的催化作用下将水裂解为_________，其中_________将NADP⁺还原为NADPH。

(3)若在实验过程中，突然将对照组的光照撤离，初始阶段，叶绿体内的三碳酸含量将__________。

(4)实验者在第6天，给实验组补水，发现其光合速率无法提高到对照组相等的强度，原因是___________。

Answer

类囊体膜 二氧化硅、碳酸钙 绿光 H+、O2、电子 H+、电子 升高 叶片的叶绿素含量无法在短时间内提高到对照组的量

【解析】本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验、光合作用及其影响因素等相关知识，意在考查考生理解相关知识的要点，把握知识间内在联系的能力；熟练识记叶绿体中色素的提取和分离实验中各种试剂的作用可解决第（1）小题，第（2）小题则考查光反应过程的物质变化，而分析叶绿体内的三碳酸含量变化时应同时考虑环境条件变化对三碳酸生成量和消耗量的影响；图中曲线则考查影响光合作用的环境因素水含量及内部因素色素含量的影响。

(1)叶绿素存在于植物叶片细胞叶绿体的类囊体膜上；进行叶绿素含量的测定时，将绿叶烘干剪碎后，放入研钵，加入二氧化硅、碳酸钙和95%的乙醇，研磨成匀浆，过滤后获得滤液，进行含量测定。

(2)叶绿素吸收红光和蓝紫光而几乎不吸收绿光，用于光反应，在酶的催化作用下将水裂解为H+、O2、电子，其中H+、电子将NADP+还原为NADPH，用于暗反应中C3的还原。

(3)若在实验过程中，突然将对照组的光照撤离，则光反应产生的中H+和电子减少，导致暗反应中三碳酸的消耗量减少，但三碳酸的生成量基本不变，故初始阶段，叶绿体内的三碳酸含量将升高。

(4)分析曲线可知，第6天以后，实验组的叶片叶绿素含量明显低于对照组，导致实验组的叶片光合速率也明显低于对照组；故实验者在第6天，给实验组补水，发现其光合速率无法提高到对照组相等的强度，可能的原因是叶片的叶绿素含量无法在短时间内提高到对照组的量。

【点睛】

1.叶绿体色素提取和分离实验注意事项及原因分析：

过程

注意事项

操作目的

提

取

色

素

(1)

选新鲜绿色的叶片

使滤液中色素含量高

(2)

研磨时加无水乙醇

溶解色素

(3)

加少量SiO2和CaCO3

研磨充分和保护色素

(4)

迅速、充分研磨

防止乙醇过度挥发，充分溶解色素

(5)

盛放滤液的试管管口加棉塞

防止乙醇挥发和色素氧化

分

离

色

素

(1)

滤纸预先干燥处理

使层析液在滤纸上快速扩散

(2)

滤液细线要直、细、匀

使分离出的色素带平整不重叠

(3)

滤液细线干燥后再画一两次

使分离出的色素带清晰分明

(4)

滤液细线不触及层析液

防止色素直接溶解到层析液中

2. 环境因素骤变对物质含量动态变化的判断：

(1)分析方法：

①需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。

②需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。

如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：

(2)含量变化分析过程与结果：

条件

过程变化

C3

C5

[H]和ATP

模型分析

光照由强到弱，CO2供应不变

①过程减弱②③过程减弱，④过程正常进行

增加

减少

减少

光照由弱到强，CO2供应不变

①过程增强

②③过程增强

④过程正常进行

减少

增加

增加

光照不变，CO2由充足到不足

④过程减弱，①②③过程正常进行，随C3减少②③减弱，①过程正常

减少

增加

增加

光照不变，CO2由不足到充足

④过程增强①②③正常进行，随C3增加②③增强，①过程正常

增加

减少

减少

[易误提醒] C3、C5含量变化的两点注意：

(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。

(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP的含量变化是一致的。