Question

9．Cu²⁺是植物生長發(fā)育必需的微量元素，但過量的Cu²⁺又會影響植物的正常生長．科研人員以白蠟幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，研究Cu²⁺對植物生長的影響．
（1）將CuSO₄•5H₂O水溶液加入基質(zhì)中，制成不同Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)的“污染土壤”，另設(shè)不添加Cu²⁺的基質(zhì)作為對照．選擇健康且生長基本一致的植株，分別進(jìn)行培養(yǎng)．
（2）培養(yǎng)幾個(gè)月后，摘取植株頂部剛成熟的葉片，用無水乙醇（有機(jī)溶劑）來提取綠葉中的色素，進(jìn)而測定濾液中葉綠素的含量，同時(shí)每月定時(shí)測定其他相關(guān)指標(biāo)，結(jié)果取平均值．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：
表：不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)Cu葉片葉綠素含量及光合作用

Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)	葉綠素a （mg•kg-1）	葉綠素b （mg•kg-1）	葉綠素總量 （mg•kg-1）	葉綠素 a/b	凈光合速率（μmol•m-•s-1）	氣孔導(dǎo)度（mol•m-•s-1）	胞間CO濃度（μmol•m-•s-1）
0	1.80	0.47	2.2.7	3.83	5.92	0.073	237.0
2.5×10-4	1.85	0.48	2.33	3.84	6.18	0.079	243.21
5.0×10-4	1.65	0.41	2.06	4.00	5.27	0.064	219.78
1.0×10-3	1.51	0.37	1.87	4.18	4.6	0.059	225.56
2.0×10-3	1.45	0.34	1.79	4.26	2.58	0.050	227.12

①在Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5×10^-4時(shí)，與對照組相比，葉片中葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量均增加，從而使植物吸收的光能增加，凈光合速率提高．隨著Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，凈光合速率下降，可能的原因是重金屬銅會引起葉綠體內(nèi)相關(guān)的酶活性改變，葉綠素含量下降，而葉片中的葉綠素$\frac{a}$值逐漸升高，表明重金屬Cu²⁺對葉片中葉綠素b的影響高于對葉綠素a的影響．
②與Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5×10^-4相比，Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0×10^-4時(shí)，凈光合速率隨著氣孔導(dǎo)度和胞間CO₂濃度的下降而下降，表明此時(shí)，氣孔導(dǎo)度成為凈光合速率的主要限制因子，因其下降導(dǎo)致CO₂供應(yīng)不足進(jìn)而光合速率下降，此時(shí)葉片內(nèi)C₃含量將降低．由表中數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大時(shí)，氣孔導(dǎo)度繼續(xù)下降，而胞間CO₂濃度略有上升，表明此時(shí)影響凈光合速率的因素可能有非氣孔因素的存在．

Answer 1

分析 根據(jù)題意，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究Cu²⁺對植物光合作用的影響．據(jù)題表分析重金屬Cu²⁺對葉片中葉綠素b的影響高于對葉綠素a的影響．當(dāng)Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大時(shí)，氣孔導(dǎo)度繼續(xù)下降，而胞間CO₂濃度略有上升，表明此時(shí)影響凈光合速率的因素可能有非氣孔因素的存在．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯緾u²⁺對植物生長的影響，應(yīng)設(shè)置不添加Cu²⁺的基質(zhì)作為對照組，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度．
（2）葉綠體色素易溶于有機(jī)溶劑中，可用無水乙醇提取色素．
（3）①葉綠素可以吸收、轉(zhuǎn)化光能，在Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5×10^-4時(shí)，與對照組相比，葉片中葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量均增加，從而使植物吸收的光能增加；重金屬銅會改變?nèi)~綠體內(nèi)相關(guān)的酶的活性，進(jìn)而降低光合速率；隨著Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，葉綠素含量下降，而葉片中的葉綠素a/b值逐漸增大，這說明表明重金屬Cu²⁺對葉片中葉綠素b的影響高于對葉綠素a的影響．②與Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5×10^-4相比，Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0×10^-4時(shí)，凈光合速率隨著氣孔導(dǎo)度和胞間CO₂濃度的下降而下降，表明此時(shí)凈光合速率的主要限制因子是氣孔導(dǎo)度，氣孔導(dǎo)度下降導(dǎo)致CO₂供應(yīng)不足進(jìn)而光合速率下降．此時(shí)葉片內(nèi)C₃含量將降低．由表中數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)Cu²⁺質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大時(shí)，氣孔導(dǎo)度繼續(xù)下降，而胞間CO₂濃度略有上升，表明此時(shí)影響凈光合速率的因素可能有非氣孔因素的存在．
故答案為：
（1）不添加Cu²⁺的基質(zhì)
（2）無水乙醇（有機(jī)溶劑）
（3）①光能   酶   升高      葉綠素b       葉綠素a
②氣孔導(dǎo)度   降低        胞間CO₂濃度  略有上升

點(diǎn)評 本題主要考查影響光合作用的環(huán)境因素，意在強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)知識的識記、理解與掌握及識圖識表和分析作答能力．