Question

12．在相對封閉的環(huán)境中，科技人員研究了番茄在不同條件下相關指標的變化情況，結果如下表．請分析回答：

光照強度	葉綠素a與葉綠素b含量的比值	C3的最大消耗速率（μmol-1•s-1）	有機物含量（g•L-1）
晴天時的光照	4.46	31.7	1.9
多云天時的光照	4.07	11.2	1.2

（1）探究番茄新鮮葉片中色素的種類及相對含量，可依據色素可溶于無水乙醇中的原理提取色素，并采用紙層析法進行分離，通過觀察色素帶的寬度判斷葉綠素 a、葉綠素b的含量多少．如果濾紙條上的色素顏色較淺，其原因可能是研磨不充分、提取色素時加入有機溶劑過多、層析液沒及濾液細線、濾紙條未干燥處理、未重復畫濾液細線等．
（2）實驗表明，對光能吸收較強的色素是葉綠素a．多云天時C₃最大消耗速率較小的直接原因是光照弱、光反應產生的ATP和還原態(tài)氫不足．

（3）圖甲表示在光照充足、CO₂濃度適宜的條件下，溫度對該植物真光合速率（實線）和呼吸速率（虛線）的影響．由圖甲可知，與光合作用有關的酶對高溫更為敏感．當環(huán)境溫度為35℃時，該植物每小時的有機物凈積累量約為3mg/h（用CO₂的量表示）．預計在30℃時，植物生長狀況達到最佳．圖乙是在此溫度條件下繪制成的曲線．若在缺乏Mg的土壤長成的該類植株，b點將向右移動，此時葉肉細胞產生ATP的場所有葉綠體、線粒體、細胞質基質．

Answer 1

分析 據圖分析：圖甲中，實線代表的是光合作用，虛線代表的是呼吸作用，由兩條曲線看出光合作用的溫度范圍小并且變化劇烈，超過50℃光合速率為0，而呼吸速率還很大，可推測出與光合作用相關的酶對高溫更敏感．環(huán)境溫度為40℃時，由圖甲可知真光合作用吸收CO₂速率=呼吸作用釋放CO₂速率，有機物積累速率為0．植物生長最佳意味著有機物積累的速率最快，光合作用與呼吸作用在同一溫度下的差值最大，可以判斷在30℃符合題意．
乙圖中，a點代表呼吸作用的速率，b點是光補償點，光合作用速率等于呼吸作用的速率，c點光飽和點：植物光合作用速率達到最大時所需的最小光照強度，光強超過該點，吸收的CO₂不隨光強增強而增加．

解答 解：（1）葉綠素不溶于水，易溶于有機溶劑，提取用的是無水乙醇（丙酮也可以，但由于其有毒，中學實驗不用），采用紙層析法進行分離，觀察色素帶的寬度判斷各種色素的含量．如果濾紙條上的色素顏色較淺，其原因可能是研磨不充分、提取色素時加入有機溶劑過多、層析液沒及濾液細線、濾紙條未干燥處理、未重復畫濾液細線等．
（2）實驗表明，對光能吸收較強的色素是葉綠素a，其可以吸收紅光和藍紫光．多云天時光照弱、光反應產生的ATP和還原態(tài)氫不足導致C₃最大消耗速率較�。�
（3）圖甲中，實線代表的是光合作用，虛線代表的是呼吸作用，由兩條曲線看出光合作用的溫度范圍小并且變化劇烈，超過50℃光合速率為0，而呼吸速率還很大，可推測出與之相關的酶對高溫更敏感．環(huán)境溫度為35℃時，由圖甲可知有機物凈積累量=真光合作用吸收CO₂速率-呼吸作用釋放CO₂速率，有機物積累速率為3.5；植物生長最佳意味著有機物積累的速率最快，光合作用與呼吸作用在同一溫度下的差值最大，可以判斷在30℃符合題意；由30℃下降到20℃時，真光合速率下降，呼吸速率下降，光補償點左移；植物葉肉細胞中產生ATP的場所有葉綠體、線粒體、細胞質基質．
故答案為：
（1）色素可溶于無水乙醇中     紙層析      色素帶的寬度     研磨不充分   層析液沒及濾液細線
（2）葉綠素a    光照弱、光反應產生的ATP和還原態(tài)氫不足
（3）光合作用   3    30      右          葉綠體、線粒體、細胞質基質

點評 本題旨在考查色素的提取和分離、光合作用的基本過程、影響光合作用速率的環(huán)境因素和細胞呼吸，意在考查能用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式準確地描述生物學方面的內容，綜合運用所學知識解決一些生物學問題．