Question

1．光合作用离不开叶绿体色素．某兴趣小组开展了与色素有关的探究实验：
【探究一】为了比较不同色素对酸雨的敏感程度，科研人员设计了如下实验．请完善实验过程并回答相关问题：
实验材料和器材：长势相似的2年生龙眼植株、质量分数为98%的硫酸、蒸镏水、722分光光度计、研钵、试管、滴管等．
实验步骤：
（1）模拟酸雨处理叶片：
①利用质量分数为98%的硫酸和蒸馏水配制pH分别为4.5、4.0、3.5、3.0、2.5的模拟酸雨．
②取6支试管，编号为1～6，分别依次加入10mL的蒸馏水、各pH的模拟酸雨．
③用打孔器取龙眼叶圆片若干．然后向每支试管中加入圆片50片．
④在适宜光照和温度下处理适宜时间后，取出叶圆片，用蒸馏水冲洗3次后待用．
（2）色素的提取和含量测定：
①将每支试管中的50片圆片分别放入研钵中，向研钵中加入SiO₂和CaCO₃，再各加入10mL无水乙醇，进行快速、充分的研磨．
②将研磨液迅速倒入基部放有单层尼龙布（填“单层尼龙布”或“单层滤纸”）的漏斗中过滤，将滤液分别收集到另6支试管中，试管口用棉塞塞严，以防止滤液挥发．
③利用722分光光度计分别间接测定6支试管的滤液中相关色素的含量，并记录在表中．
实验结果如下表：

试管号	模拟酸雨 的pH	各种色素的含量（μg•cm-2）
		叶绿素a	叶绿素b	类胡萝卜素
1	对照组	26.59	10.65	6.48
2	4.5	26.02	10.65	6.45
3	4.0	25.81	10.64	6.34
4	3.5	25.39	10.64	6.38
5	3.0	24.44	10.55	6.19
6	2.5	22.93	10.43	6.00

分析结果，可得出的结论是：对酸雨的敏感程度由大到小的顺序是：叶绿素a＞类胡萝卜素＞叶绿素b．
【探究二】已知标准层析液的组分及比例为石油醚：丙酮：苯=20：2：1，为研究标准层析液各组分在色素分离中的各自功能，该兴趣小组分别用标准层析液、石油醚、苯、丙酮等4种不同溶液分别处理豌豆幼嫩叶中的色素．结果图所示．

（3）据图分析，下列对标准层析液中的3种成分的各自功能的叙述中正确的有（填字母）ABC．
A．石油醚的功能是分离色素中的胡萝卜素
B．苯的功能是分离色素的类胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b
C．丙酮的功能是溶解各种色素
（4）若用纸层析法分离滤液中的色素，则Rf值（色素在滤纸条上的上升距离/层析液在滤纸条上的扩散距离）最大的色素是胡萝卜素．
【探究三】研究LSV病毒对百合光合作用的影响，结果如下表．其中气孔导度描述的是气孔开放程度．

	色素量的比值		气孔导度的比值	净光合速率的比值
	叶绿素a	叶绿素b
LSV侵染的百合/健康百合	71.4%	66.7%	75%	66.7%

（5）实验结果表明，LSV侵染的百合比健康百合净光合速率低．据表从光反应和暗反应的角度分析净光合速率降低的原因分别是叶绿素含量减少，光反应产生的ATP和[H]减少、气孔导度下降，CO₂吸收减少．

Answer 1

分析 1、此题考查了学生科学探究的能力．由表格1可知，在各种模拟酸雨的作用下，叶绿素a的含量下降最多，其次是类胡萝卜素、叶绿素b，解此题从资料分析，看表作答，确定实验变量，设计对照实验，预期实验结果等方面入手．
2、探究（二）：表示光合作用色素的提取和分离实验．回顾和梳理光合作用的实验及光合色素的提取和分离所以的相关知识，认真分析各个小题即可正确作答．
3、探究（三）：据表分析：LSV病毒感染的百合叶绿素的含量、气孔导度和净光合速率都下降．影响光合作用的因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等．据此分析作答．

解答 解：（2）色素的提取和含量测定
①将每支试管中的50片圆片分别放入研钵中，向研钵中加入二氧化硅可使研磨更充分，加入碳酸钙可防治色素破坏，再各加入10mL 无水乙醇溶解色素，进行迅速、充分的研磨．
②将研磨液迅速倒入基部放有单层尼龙布的漏斗中过滤，将滤液分别收集到另6支试管中，乙醇容易挥发，所以试管口应用棉塞塞严．
③分析结果，得出结论：由表格可知，在各种模拟酸雨的作用下，叶绿素a的含量下降最多，其次是类胡萝卜素、叶绿素b，所以可得出结论：对酸雨的敏感程度由大到小的顺序是：叶绿素a＞类胡萝卜素＞叶绿素b．
（3）与对照组相比，石油醚分离出的橙黄色色素是胡萝卜素，而其它色素还分布在起始线附近，可见其它色素在石油醚中溶解度很小，石油醚不能将其分离；与对照组相比，苯分离出的3条色素带从上往下依次是类胡萝卜素（叶黄素和胡萝卜素）、叶绿素a和叶绿素b，但是不能将类胡萝卜素中的两种色素分离；与对照组相比，丙酮不能将豌豆幼嫩叶中的4种色素较好地分离出来，从3条色素带连在一起，离起始线较远和起始线处几乎没有色素这些现象可得出豌豆幼嫩叶中中的4种色素在丙酮中溶解度都很大，并且相差很小，即丙酮的功能是溶解滤纸上虑液细线中的4种色素．
（4）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）．则Rf值（色素在滤纸条上的上升距离/层析液在滤纸条上的扩散距离）最大的色素是胡萝卜素．
（5）净光合速率可以通过测定一定时间内CO₂浓度（O₂浓度或有机物的量）的变化来表示．表中数据表明LSV侵染的百合叶绿素含量减少，光反应产生的ATP和[H]减少，同时气孔导度下降，CO₂吸收减少，导致净光合速率低．
故答案为：
（2）①SiO₂和CaCO₃（缺一不给分）       无水乙醇
②单层尼龙布
③对酸雨的敏感程度由大到小的顺序是：叶绿素a＞类胡萝卜素＞叶绿素b
（3）ABC
（4）胡萝卜素
（5）叶绿素含量减少，光反应产生的ATP和[H]减少      气孔导度下降，CO₂吸收减少

点评 本题结合图示主要考查光合速率的测定、光合作用色素的提取与分离等知识，意在强化学生对相关知识的理解与运用．