Question

17．水葫芦是一种水生植物，图为水葫芦叶绿体中部分代谢过程的示意图．某研究小组为了探究pH对水葫芦光合作用的影响，进行了如下实验：将生长旺盛、生理状态相似、大小相同的水葫芦随机、均等分成6组，分别放入等量的相同培养液中培养，各组培养液的pH依次设定为5．O、6．O、7．O、8.0、9．O、10．O，各组先在黑暗中放置12h，然后移至光照、温度和CO₂浓度等均适宜的条件下培养，随即多次测定各组C0₂释放量或吸收量（每毫克叶肉组织每小时释放或吸收CO₂量）．实验结果如表．请回答：

pH	黑暗条件下CO2释放量（μmol/mg•h）	光照条件下 CO2吸收量（μmol/mg•h）
5.0	40	100
6.0	45	150
7.0	60	200
8.0	50	180
9.0	40	108
10.0	40	35

（1）以新鲜水葫芦为原料提取[1]中色素时，可用无水乙醇（酒精）溶解色素．分离后滤纸条上最宽的色素带是叶绿素a（填色素名称）．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光光．
（2）图中1中过程Ⅰ为光合作用的光反应阶段，图中C₅与[6]结合形成[7]的过程叫做C0₂的固定．在适宜的光照条件下，水葫芦叶肉细胞内产生[H]的场所有叶绿体类囊体薄膜，细胞质基质、线粒体基质．
（3）在上述黑暗中放置12h的过程中，培养液的pH会发生变化，因此在测定光照条件下C0₂吸收量前，需再次将各组pH分别调到原设定的pH值，这是为了避免黑暗中细胞呼吸释放的二氧化碳影响．根据表中数据可知，水葫芦光合作用的最适pH值为实验设定PH中的7.0．
（4）当pH为10.0时，若用每昼夜的光照时间与黑暗时间相等来培养水葫芦，则水葫芦不能（填“能”或填“不能”）正常生长繁殖，原因是该条件下，水葫芦的一昼夜有机物积累量为负值．

Answer 1

分析 题干可以看出，该实验的自变量为PH，光照、温度和CO₂浓度等均属于无关变量．表格中黑暗条件下CO₂释放量可表示呼吸速率，数据显示PH为7.0时，呼吸作用最强，偏酸或偏碱呼吸速率均有所降低；光照条件下0₂释放量可表示净光合速率，数据显示PH为7.0时，氧气的释放量最大，偏酸或偏碱植物净光合速率均有所降低．

解答 解：（1）据图分析，1表示类囊体（基粒）（类囊体薄膜），绿叶中色素的提取可以用无水乙醇（酒精）溶解色素．分离色素时，叶绿素a的含量最多，色素带也就最宽，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光．
（2）过程Ⅰ为光合作用的光反应阶段，6表示二氧化碳，图中C₅与[6]结合形成[7]的过程叫做C0₂的固定．光照条件下，光合作用与呼吸作用都可以产生[H]，所以产生[H]的场所有叶绿体类囊体薄膜，细胞质基质、线粒体基质．
（3）为了确保实验变量的准确性在测定光照条件下CO₂吸收量前，需再次将各组pH分别调到原设定的pH值．由表可知，光照条件下CO₂吸收量在pH为7时吸收量最大，水葫芦光合作用的最适pH值为7.0（7）．
（5）据题表分析，当pH为10.0时，水葫芦的净光合速率=35-40=-5μmol/mg•h，若一昼夜光照时间与黑暗时间相等，有机物为净消耗，即该条件下，水葫芦的一昼夜有机物积累量为负值，所以水葫芦不能正常生长繁殖．
故答案为：
（1）无水乙醇（酒精）    叶绿素a   红光和蓝紫光
（2）光反应    C0₂的固定  
（3）为避免黑暗中细胞呼吸释放的二氧化碳影响   培养液pH变化对实验结果的干扰
（4）不能  该条件下，水葫芦的一昼夜有机物积累量为负值

点评 本题通过探究实验考查了影响光合作用和呼吸作用的环境因素等知识，意在考查考生能从题目所给的表格中获取有效信息的能力，能理解所学知识的要点的能力．