Question

18．科研人員為研究土壤pH對粳型雜交稻幼苗光合作用的影響進(jìn)行了相關(guān)實驗，步驟如下：

①將消毒后生理狀態(tài)良好且相同的水稻幼苗分別置于pH為4.0、5.0、6.0、7.0和8.0的培養(yǎng)液培養(yǎng)，其它條件適宜；
②培養(yǎng)一段時間后，測定水稻幼苗葉片光合速率、呼吸速率及葉綠素a、葉綠素b的含量，
計算葉綠素總量和葉綠素a/b的值，結(jié)果如圖．分析回答：
（1）培養(yǎng)水稻幼苗的過程中，隔天更換培養(yǎng)液，除了可以防止缺氧造成爛根和營養(yǎng)不足之外，
還能防止培養(yǎng)液pH的改變，影響實驗結(jié)果．
（2）測定葉綠素含量前，需要提取葉綠素．提取的方法是：避光條件下，在剪碎的綠葉中加入二氧化硅、碳酸鈣、無水乙醇（或丙酮）后快速研磨，經(jīng)過濾獲得色素濾液．研磨過程中要避光
的原因是葉綠素不穩(wěn)定，見光容易分解．
（3）測定水稻幼苗葉片呼吸作用速率時需在黑暗條件下進(jìn)行．
（4）由圖乙可知，水稻對pH的適應(yīng)范圍較廣，在5.0-7.0范圍內(nèi)對水稻的生長影響不大．結(jié)合甲圖分析，pH的變化主要導(dǎo)致葉綠素a/b的比值的變化，從而影響光合速率．
（5）若pH為4.0時，水稻幼苗要正常生長，每天適宜的光照時間不少于13.7小時．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖甲中，pH的變化主要導(dǎo)致葉綠素a/b的比值的變化，從而影響光合速率．圖乙中，水稻對pH的適應(yīng)范圍較廣，在pH為5.0-7.0范圍內(nèi)對水稻的生長影響不大．據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）本實驗的自變量是培養(yǎng)液的pH，水稻對離子的吸收具有選擇性，每種離子的吸收量不同，在培養(yǎng)水稻幼苗的過程中，隔天更換培養(yǎng)液，除了可以防止缺氧造成爛根和營養(yǎng)不足之外，還能防止培養(yǎng)液pH的改變，影響實驗結(jié)果．（2）提取葉綠素的過程中，在剪碎的綠葉中加入SiO2是為了使研磨更充分，加入CaCO3是為了防止研磨中色素被破壞，加入無水乙醇（或丙酮）是為了溶解、提取色素．
（3）水稻在有光時會進(jìn)行光合作用，所以測定水稻幼苗葉片呼吸作用速率時需在黑暗條件下進(jìn)行，此時水稻只進(jìn)行呼吸作用．
（4）據(jù)圖可知，水稻在pH為5.0～7.0范圍內(nèi)，凈光合速率幾乎沒有變化，所以此范圍內(nèi)對水稻生長影響不大；分析甲圖可知，隨pH值升高，葉綠素含量逐漸降低，而葉綠素a/b的比值，先升高再降低，所以pH的變化主要導(dǎo)致葉綠素a/b的比值的變化，從而影響光合速率．
（5）pH為4.0時，呼吸速率是200μmol﹒mg-1﹒h-1，凈光合速率是150μmol﹒mg-1﹒h-1，所以該pH值時的實際光合作用速率=呼吸速率+凈光合速率=350μmol﹒mg-1﹒h-1，設(shè)水稻幼苗要正常生長，每天適宜的光照時間不少于m小時，則有350μmol﹒mg-1﹒h-1×m=24×200μmol﹒mg-1﹒h-1，解得m=13.7小時．
故答案為：
（1）pH
（2）碳酸鈣、無水乙醇（或丙酮）  葉綠素不穩(wěn)定，見光容易分解
（3）黑暗
（4）5.0-7.0   葉綠素a/b的比值
（5）13.7

點評 本題考查研究土壤pH對粳型雜交稻幼苗光合特性的影響的相關(guān)實驗，意在考查考生從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并運用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題的能力．