Question

【題目】植物的生長(zhǎng)發(fā)育受多種環(huán)境因素的影響。研究發(fā)現(xiàn)，紅(R)藍(lán)(B)組合光(R∶B＝3∶1) 能明顯提高番茄幼苗的光合速率。為了探究在紅藍(lán)組合光中添加白光(W)對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影 響，科研人員利用 LED 燈(冷光源)，設(shè) 4 個(gè)不同紅、藍(lán)、白光比例處理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)期間各組 保持光強(qiáng) 300μmol·m－2·s－1、晝/夜溫度 28℃/18℃)。30 天后，測(cè)定相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。請(qǐng)回 答下列問(wèn)題：

組別	處理	葉面積(cm2)	葉綠素含量(mg.g-')	凈光合速率(pmol.m-2.s-')	莖粗(mm)
1	R:B=3：1	307.7	1.39	5.33	4.07
2	R：B：W=3：1：1	343.9	1.54	5.67	4.31
3	R：B：W=3：1：6	307.7	1.67	4.96	3.85
4	R：B：W=3：1：16	289.8	2.13	4.76	3.71

(1)紅(R)藍(lán)(B)兩種光能明顯提高番茄幼苗的光合速率，原因是________________。

(2)該實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照組為_____，自變量為_____。自然生長(zhǎng)條件下，影響番茄幼苗 光合速率的環(huán)境因素主要有_________（至少答出兩點(diǎn)）。

(3)第 4 組幼苗葉片中葉綠素含量最高，但凈光合速率最低，原因可能是白光比例較高，導(dǎo)致葉綠體內(nèi)一部分______(填結(jié)構(gòu)名稱)破壞，影響了_____的生成，最終影響 C3 的還原。

(4)據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，可以得出的初步實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________。

(5)利用紅藍(lán)白(R∶B∶W＝3∶1∶1)組合光處理后培育的番茄幼苗進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，按規(guī)范操作提取出色素后，以無(wú)水乙醇作為層析液進(jìn)行色素分離，發(fā)現(xiàn)濾紙條上各色素帶的間距較小，最可能的原因是_________________。

Answer 1

【答案】葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)（紫）光 第1組 添加白光的比例 光強(qiáng)、溫度等 類囊體（膜） [H]、ATP 適宜比例的紅藍(lán)白組合光更有利于促進(jìn)番茄幼苗生長(zhǎng)（R:B:W=3：1：1的處理最有利于促進(jìn)番茄幼苗生長(zhǎng)） 不同色素在無(wú)水乙醇中的溶解度差異較小

【解析】

依據(jù)題意、表中信息和實(shí)驗(yàn)遵循的單一變量原則，準(zhǔn)確定位實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄌ骄吭诩t藍(lán)組合光中添加白光對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響）、進(jìn)而找出實(shí)驗(yàn)變量（自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量）是解答此題的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合題意并從表格中提取信息，圍繞“光合作用過(guò)程及其影響的環(huán)境因素、綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的原理”的相關(guān)知識(shí)，對(duì)各問(wèn)題情境進(jìn)行分析解答。

（1）因葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)（紫）光，所以紅（R）藍(lán)（B）兩種光能明顯提高番茄幼苗的光合速率。

（2）依題意可知：該實(shí)驗(yàn)的目的是探究在紅藍(lán)組合光中添加白光（W）對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響，據(jù)此分析表中信息可知：對(duì)照組為第1組，實(shí)驗(yàn)組為第2、3、4組，自變量為添加白光的比例，因變量為葉面積、葉綠素含量、凈光合速率和莖粗。自然生長(zhǎng)條件下，影響番茄幼苗光合速率的環(huán)境因素主要有光強(qiáng)、溫度等。

（3）在表中所示的4組實(shí)驗(yàn)中，第4組添加的白光比例最高。較高的白光比例，可使葉綠體內(nèi)一部分類囊體（膜）被破壞，影響了光反應(yīng)中[H]和ATP的生成，最終影響暗反應(yīng)中的C3的還原，這是造成第4組幼苗葉片中葉綠素含量最高、但凈光合速率最低的可能原因。

（4）表中第2組實(shí)驗(yàn)，其幼苗的葉面積、凈光合速率和莖粗均明顯高于其它組，說(shuō)明適宜比例的紅藍(lán)白組合光更有利于促進(jìn)番茄幼苗生長(zhǎng)（或R:B:W=3：1：1的處理最有利于促進(jìn)番茄幼苗生長(zhǎng)）。

（5）分離色素的原理是：綠葉中的各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，因而不同色素分子會(huì)隨層析液在濾紙上通過(guò)擴(kuò)散而分離開。若按規(guī)范操作，將利用紅藍(lán)白（R：B：W=3：1：1）組合光處理后培育的番茄幼苗的綠葉中的色素提取出后，以無(wú)水乙醇作為層析液進(jìn)行色素分離，發(fā)現(xiàn)濾紙條上各色素帶的間距較小，則最可能的原因是不同色素在無(wú)水乙醇中的溶解度差異較小。