Question

【題目】黃瓜的靶斑病主要危害黃瓜葉片，該病初期，葉片上出現黃點而后黃點逐漸擴大甚至連成片，導致葉片失綠、干化變脆，嚴重影響黃瓜葉片的光合作用。研究人員研究了不同程度的靶斑病對黃瓜葉片光合作用的影響得到的結果如下表所示。請分析并回答下列問題:

病級	病斑面積(%)	葉綠素含量(%)	凈光合速率 [μmol. (m2.s)-1	氣孔導度 [umol. (m2s)-1]
0	0.00	53.70	20.76	0.40
1	2.57	31.92	18.88	0.38
3	9.69	29.45	15.44	0.36
5	28.84	20.54	15.39	0.32

注:病級指黃瓜葉片患靶斑病的不同程度:氣孔導度指氣孔張開的程度。
(1)提取黃瓜葉片中的光合色素時要使用__________試劑， 研磨時同時加入SiO2和CaCO3加入CaCO3的目的是_____。

(2)在提取到黃瓜葉片光合色素后，可通過對比各組黃瓜葉片對某種顏色的光的吸收率來計算葉片中的葉綠素含量。為減少其他光合色素的干擾，“某種顏色的光”最可能是__________(填“紅光”、“藍紫光"或“綠光")，原因是__________。

(3)在實驗過程中，黃瓜葉肉細胞產生O2的去向是__________。根據表中提供的數據推測，靶斑病通過影響光合作用的____________階段使黃瓜的凈 光合速率降低。

(4)某科研小組在晴朗的白天，分別對生長在強光下和弱光下的黃瓜幼苗吸收co,的速率(單位: gcm2-h-1)、氣孔阻力(氣孔開度減小，氣孔阻力增大)等生理指標進行了測定，結果如下圖所示。

①若一天中溫度不變，強光下黃瓜幼苗制造有機物的最大速率為__________g.cm-2.h(以co2的質量表示)。實驗測得10:00- 12:00間光照強度不斷增強，因__________增大，強光下黃瓜幼苗吸收CO2的速率卻下降。

②若溫度在一天中會發生變化，科研小組若要測定黃瓜幼苗一天中某一時段的光合速率，還要測定幼苗的__________。 若在白天進行該過程，需采取____________措施。

Answer 1

【答案】無水乙醇（或丙酮） 防止色素被破壞 紅光 葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，通過比較紅光的吸收率，能更準確地計算出葉綠素含量 由葉綠體類囊體薄膜擴散到線粒體和細胞外 光反應和暗反應 7 氣孔阻力 呼吸速率 遮光或黑暗（處理）

【解析】

光合作用分為兩個階段進行，在這兩個階段中，第一階段是直接需要光的稱為光反應，第二階段不需要光直接參加，是二氧化碳轉變為糖的反過程稱為暗反應。光合作用在葉綠體中進行，光反應的場所位于類囊體膜，暗反應的場所在葉綠體基質。光反應的發生需要葉綠體類囊體膜上的色素、酶參與。光合作用和呼吸作用是植物兩大重要的代謝反應，光合作用與呼吸作用的差值稱為凈光合作用。光合作用強度主要受光照強度、CO2濃度、溫度等影響。

(1)光合色素為脂溶性，利用相似相溶的原理，提取黃瓜葉片中的光合色素時要使用無水乙醇（或丙酮）試劑， 研磨時加入SiO2可以防止色素被破壞，加入CaCO3的目的是保護葉綠素不被有機酸破壞。
(2)計算葉片中的葉綠素含量時，為減少其他光合色素的干擾，“某種顏色的光”最可能是紅光，原因是葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，通過比較紅光的吸收率，能更準確地計算出葉綠素含量。
(3)光反應中水在葉綠體類囊體薄膜上光解產生O2，O2可擴散到線粒體用于呼吸作用，也可以擴散到細胞外。根據表中提供的數據，葉綠素含量下降、氣孔導度下降，凈光合速率下降，而葉綠素是光反應的條件之一，氣孔是CO2的通道，因此推測靶斑病通過影響光合作用的光反應和暗反應階段使黃瓜的凈光合速率降低。
(4)①若一天中溫度不變，呼吸速率為1g.cm-2.h，強光下黃瓜幼苗制造有機物的最大速率為凈光合速率+呼吸速率=6+1=7g.cm-2.h(以CO2的質量表示)。實驗測得10:00- 12:00間光照強度不斷增強，因氣孔阻力增大（圖2可知），強光下黃瓜幼苗吸收CO2的速率卻下降（圖1可知）。
②若溫度在一天中會發生變化，說明呼吸速率會變化，科研小組若要測定黃瓜幼苗一天中某一時段的光合速率，還要測定幼苗的呼吸速率（總光合速率=凈光合速率+呼吸速率）。 若在白天進行呼吸速率的測定，需采取遮光或黑暗（處理）措施，排除光合作用的干擾。