Question

16．為探究光照強度對高山紅景天生物量的影響，科研人員在東北林業(yè)大學溫室內(nèi)以移栽于大興安嶺加格達奇圃地人工種植生長3年的高山紅景天為材料，通過遮陰進行了光強控制實驗，處理45天后取樣測定各項指標，實驗結(jié)果如下表．據(jù)表回答下列問題．
不同光強下高山紅景天的生物量和葉綠素含量

相對光強（%）	全株生物量 （g/株）	根生物量 （g/株）	根冠比	總?cè)~綠素含量（mg/gdw）	葉綠素a含量（mg/gdw）	葉綠素b含量（mg/gdw）	葉綠素a/b
31.96	3.66（a）	1.07（a）	0.42（a）	2.457（a）	1.672（a）	0.684（a）	2.44（a）
44.71	8.30（b）	1.53（b）	0.23（b）	2.548（a）	1.829（a）	0.719（a）	2.54（a）
67.75	8.58（b）	1.67（b）	0.24（b）	2.649（a）	1.896（a）	0.753（a）	2.52（a）
100	9.77（b）	2.01（c）	0.26（b）	2.687（a）	1.911（a）	0.776（a）	2.46（a）

（注：①同一系列數(shù)據(jù)后面的字母相同，表示數(shù)據(jù)之間差異不顯著；同一系列數(shù)據(jù)后面的字母不同，表示數(shù)據(jù)之間差異顯著；②根冠比是指植物地下部分與地上部分的鮮重或干重的比值）
（1）綠葉中色素提取的原理是色素可以溶解在有機溶劑中．每分子葉綠素含有一個Mg²⁺，可被H⁺、Cu²⁺ 等置換，在用該植物的綠葉做“色素的分離與提取”實驗時，濾液用5%的HCl處理一段時間后，其顏色與研磨時未加碳酸鈣（CaCO₃）的顏色相似，呈黃褐色．實驗室常用含Cu²⁺ 的試劑處理葉片，形成的銅代葉綠素能長時間保持葉片標本的綠色，其原因可能是銅代葉綠素比葉綠素穩(wěn)定．
（2）光照下正常生長的該植物，若由100%相對光強突然降為31.96%相對光強，其它條件不變，則短時間內(nèi)對該植物體內(nèi)葉肉細胞中有關(guān)C₃化合物的變化理解中，正確的是②④

（3）遮光降低了高山紅景天的光照強度，首先受到影響的是光合作用的光反應(yīng)階段的化學反應(yīng)，導致高山紅景天的生物量降低．相對光強為67.75%和44.71%的高山紅景天，其全株生物量與對照組（相對光強為100%）相比降低幅度的差異未達到（達到或未達到）顯著水平．
（4）從根冠比的數(shù)據(jù)看，相對光強為31.96%的高山紅景天的根冠比顯著高于其它光強的根冠比，其原因是地上部分生物量的降低幅度大于地下部分．
（5）一般而言，隨著光強的減弱，植物為了更好地利用環(huán)境光能以對生長進行補償，通常葉綠素含量會增加，且在弱光環(huán)境下葉綠素a和葉綠素b的比例會發(fā)生變化．本實驗中隨著生長環(huán)境中光照強度的減弱，高山紅景天葉片的總?cè)~綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量具有降低的趨勢，但不同光照強度之間對應(yīng)的色素含量差異均未達到顯著水平，葉綠素a與葉綠素b的比例也沒有顯著差異，這種結(jié)果很可能與處理時間相對較短（45d），葉綠素尚未產(chǎn)生明顯的變化（答案合理即可）有關(guān)．

Answer 1

分析 據(jù)表分析：該實驗的目的是探究光照強度對光合作用的影響．影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強度、溫度和二氧化碳濃度等．據(jù)此分析表格和各小題即可正確作答．

解答 解：（1）綠葉中的色素不溶于水易溶于有機溶劑，提取色素的原理是色素可以溶解在有機溶劑中．研磨時進入碳酸鈣的目的是保護葉綠素．銅代葉綠素比葉綠素穩(wěn)定，所以實驗室常用含Cu²⁺ 的試劑處理葉片，形成的銅代葉綠素能長時間保持葉片標本的綠色．
（2）由100%相對光強突然降為31.96%相對光強，光反應(yīng)減弱，三碳化合物的還原受阻，短時間內(nèi)其來路不變，最終導致其含量上升，隨著時間的持續(xù)，暗反應(yīng)也逐漸減小，三碳化合物的合成速率逐漸降低，故選：②④．
（3）遮光降低了高山紅景天的光照強度，首先影響了光合作用的光反應(yīng)，最終影響整個光合速率導致高山紅景天的生物量降低．相對光強為67.75%和44.71%的高山紅景天，其全株生物量與對照組（相對光強為100%）相比降低幅度的差異都是b，未達到顯著水平．
（4）據(jù)表分析，相對光強為31.96%的高山紅景天的地上部分生物量的降低幅度大于地下部分，導致其根冠比顯著高于其它光強的根冠比．
（5）表中數(shù)據(jù)顯示本實驗中隨著生長環(huán)境中光照強度的減弱，高山紅景天葉片的總?cè)~綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量具有下降趨勢，但不同光照強度之間對應(yīng)的色素含量差異均未達到顯著水平，葉綠素a與葉綠素b的比例也沒有顯著差異，這種結(jié)果很可能與處理時間相對較短（45d），葉綠素尚未產(chǎn)生明顯的變化有關(guān)．
故答案為：
（1）色素可以溶解在有機溶劑中   碳酸鈣（CaCO₃）   銅代葉綠素比葉綠素穩(wěn)定
（2）②④
（3）光反應(yīng)  降低  未達到
（4）地上部分生物量的降低幅度大于地下部分
（5）降低    處理時間相對較短（45d），葉綠素尚未產(chǎn)生明顯的變化（答案合理即可）

點評 本題結(jié)合表格主要考查各種強度對光合作用的影響，意在強化學生對相關(guān)知識的理解與運用及實驗數(shù)據(jù)的分析處理能力．