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所属章节:第4节 光合作用与能量转化
【简答题】石家庄栗城区的“玫瑰香”草莓享誉全国,为提高产量和质量,科研人员进行如下实验:
实验一:选取生长良好的草莓幼苗进行照光和遮阴处理,并对两种环境下幼苗的光合色素含量测定。
实验二:将消毒后生理状态良好且相同的草莓幼苗分别置于pH为a、b、c、d和e的培养液培养,其他条件适宜。培养一段时间后,测定草莓幼苗叶片光合速率、呼吸速率,结果如图所示:
(1)实验一中所测定的吸收光能的色素除了叶绿素a、叶绿素b之外,还包括__________,这些物质分布在________(填具体结构)。测定色素含量前,需要提取色素,提取的方法是:在剪碎的绿叶中加入SiO2、__________、__________后快速研磨,经过滤获得色素滤液。
(2)草莓光反应产生的NADPH等与叶绿体基质中的______反应生成(CH2O),该过程称为________。
(3)培养草莓幼苗的过程中,隔天更换培养液,除了可以防止缺氧造成烂根和营养不足之外,还能防止培养液的______改变,影响实验结果。在替换下来的培养液中加入__________,溶液颜色将由蓝变绿再变黄。
(4)若pH为a时,水稻幼苗要正常生长,每天适宜的光照时间不少于____小时(保留整数)。
【答案】:(1)类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素) (叶绿体)类囊体的薄膜(或基粒、类囊体) 碳酸钙(CaCO3) 无水乙醇(或丙酮) (2)三碳化合物(C3) 三碳化合物(C3)的还原 (3)pH值 溴麝香草酚蓝 (4)14
【解析】:(1)实验一中所测定的吸收光能的色素除了叶绿素a、叶绿素b之外,还包括胡萝卜素和叶黄素,这些色素分布在类囊体的薄膜上。提取叶绿体色素时,先在剪碎的绿叶中加入SiO2、碳酸钙、无水乙醇,然后进行快速研磨,经过滤获得色素滤液。(2)暗反应中,光反应产生的NADPH等与叶绿体基质中的三碳化合物反应生成(CH2O)。(3)培养草莓幼苗的过程中,隔天更换培养液,除了可以防止缺氧造成烂根和营养不足之外,还能防止细胞呼吸产生的CO2导致培养液的pH值改变。根细胞无氧呼吸能产生CO2,因此在替换下来的培养液中加入溴麝香草酚蓝,溶液颜色将由蓝变绿再变黄。(4)植物实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,要让幼苗正常生长,则一天24小时内,植物光合作用合成的有机物需大于细胞呼吸消耗的有机物;pH为a时,设光照为x小时,一天水稻幼苗有光照时间内净积累的有机物为150x,无光照时间内消耗的有机物为200(24-x),水稻幼苗要正常生长,则有150x>200(24-x),得x>14,所以每天适宜的光照时间不少于14小时。