Question

16．为探究光照强度对高山红景天生物量的影响，科研人员在东北林业大学温室内以移栽于大兴安岭加格达奇圃地人工种植生长3年的高山红景天为材料，通过遮阴进行了光强控制实验，处理45天后取样测定各项指标，实验结果如下表．据表回答下列问题．
不同光强下高山红景天的生物量和叶绿素含量

相对光强（%）	全株生物量 （g/株）	根生物量 （g/株）	根冠比	总叶绿素含量（mg/gdw）	叶绿素a含量（mg/gdw）	叶绿素b含量（mg/gdw）	叶绿素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同一系列数据后面的字母相同，表示数据之间差异不显著；同一系列数据后面的字母不同，表示数据之间差异显著；②根冠比是指植物地下部分与地上部分的鲜重或干重的比值）
（1）绿叶中色素提取的原理是色素可以溶解在有机溶剂中．每分子叶绿素含有一个Mg²⁺，可被H⁺、Cu²⁺ 等置换，在用该植物的绿叶做“色素的分离与提取”实验时，滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加碳酸钙（CaCO₃）的颜色相似，呈黄褐色．实验室常用含Cu²⁺ 的试剂处理叶片，形成的铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是铜代叶绿素比叶绿素稳定．
（2）光照下正常生长的该植物，若由100%相对光强突然降为31.96%相对光强，其它条件不变，则短时间内对该植物体内叶肉细胞中有关C₃化合物的变化理解中，正确的是②④

（3）遮光降低了高山红景天的光照强度，首先受到影响的是光合作用的光反应阶段的化学反应，导致高山红景天的生物量降低．相对光强为67.75%和44.71%的高山红景天，其全株生物量与对照组（相对光强为100%）相比降低幅度的差异未达到（达到或未达到）显著水平．
（4）从根冠比的数据看，相对光强为31.96%的高山红景天的根冠比显著高于其它光强的根冠比，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，随着光强的减弱，植物为了更好地利用环境光能以对生长进行补偿，通常叶绿素含量会增加，且在弱光环境下叶绿素a和叶绿素b的比例会发生变化．本实验中随着生长环境中光照强度的减弱，高山红景天叶片的总叶绿素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量具有降低的趋势，但不同光照强度之间对应的色素含量差异均未达到显著水平，叶绿素a与叶绿素b的比例也没有显著差异，这种结果很可能与处理时间相对较短（45d），叶绿素尚未产生明显的变化（答案合理即可）有关．

Answer 1

分析 据表分析：该实验的目的是探究光照强度对光合作用的影响．影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等．据此分析表格和各小题即可正确作答．

解答 解：（1）绿叶中的色素不溶于水易溶于有机溶剂，提取色素的原理是色素可以溶解在有机溶剂中．研磨时进入碳酸钙的目的是保护叶绿素．铜代叶绿素比叶绿素稳定，所以实验室常用含Cu²⁺ 的试剂处理叶片，形成的铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色．
（2）由100%相对光强突然降为31.96%相对光强，光反应减弱，三碳化合物的还原受阻，短时间内其来路不变，最终导致其含量上升，随着时间的持续，暗反应也逐渐减小，三碳化合物的合成速率逐渐降低，故选：②④．
（3）遮光降低了高山红景天的光照强度，首先影响了光合作用的光反应，最终影响整个光合速率导致高山红景天的生物量降低．相对光强为67.75%和44.71%的高山红景天，其全株生物量与对照组（相对光强为100%）相比降低幅度的差异都是b，未达到显著水平．
（4）据表分析，相对光强为31.96%的高山红景天的地上部分生物量的降低幅度大于地下部分，导致其根冠比显著高于其它光强的根冠比．
（5）表中数据显示本实验中随着生长环境中光照强度的减弱，高山红景天叶片的总叶绿素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量具有下降趋势，但不同光照强度之间对应的色素含量差异均未达到显著水平，叶绿素a与叶绿素b的比例也没有显著差异，这种结果很可能与处理时间相对较短（45d），叶绿素尚未产生明显的变化有关．
故答案为：
（1）色素可以溶解在有机溶剂中   碳酸钙（CaCO₃）   铜代叶绿素比叶绿素稳定
（2）②④
（3）光反应  降低  未达到
（4）地上部分生物量的降低幅度大于地下部分
（5）降低    处理时间相对较短（45d），叶绿素尚未产生明显的变化（答案合理即可）

点评 本题结合表格主要考查各种强度对光合作用的影响，意在强化学生对相关知识的理解与运用及实验数据的分析处理能力．