Question

黄瓜是人们餐桌上的常见蔬菜，某科研小组在晴朗的白天，分别对生长在强光下和弱光下的黄瓜幼苗吸收C0₂的速率（单位:g·cm^-2•h^-1）、气孔阻力（气孔开度减小，气孔阻力增大）等生理指标进行了测定，结果如图。请据图回答下列问题：

（1）黄瓜幼苗固定C0₂的具体场所是_________________，若一天中温度不变，强光下黄瓜幼苗制造有机物的最大速率为__________g·cm^-2•h^-1（以C0₂的质量表示）。由图1可知强光下吸收二氧化碳的速率更强，主要原因是强光下光反应产生的_______________比弱光多，还原C₃生成有机物的量多。

（2）实验测得10:00〜12:00间光照强度不断增强，因______________ 增大，强光下黄瓜幼苗吸收C0₂的速率却下降。

（3）若要测定强光和弱光对黄瓜幼苗光合色素的影响，提取色素要用到____________________试剂，研磨时同时加人Si0₂和CaC0₃，加人CaC0₃的目的是_______________________________。

（4）温度在一天中会发生变化，科研小组若要测定黄瓜幼苗一天中某一时段的光合速率，还要测定幼苗的_____________________________，若在白天进行该过程，需采取__________________措施。

Answer

叶绿体基质7 7 [H]和 ATP 气孔阻力 无水乙醇 防止色素（或叶绿素）被破坏 呼吸速率 遮光或黑暗(处理)

【解析】试题分析：图1曲线表示黄瓜幼苗的光合速率，图中看出，光合作用从6：00开始，随着一天中光照强度的增强而增强，并且在中午10：00左右开始下降；但是弱光下的曲线在8：00到14：00之间曲线变化平缓，而强光条件下曲线变化显著；图2中强光条件下黄瓜幼苗的气孔阻力看出，在10：00到16：00时，气孔阻力小，但是气孔开度大，因此二氧化碳吸收多，有利于光合作用。

（1）暗反应固定二氧化碳，黄瓜幼苗固定CO2的场所是叶绿体基质；黄瓜幼苗制造有机物的量（实际光合量）=净光合量+呼吸消耗量，因一天中温度不变，故呼吸消耗量不变，所以当净光合量最大时黄瓜幼苗制造有机物的量才能达到最大，即黄瓜幼苗的制造有机物的最大速率为7 g·cm-2•h-1；由图1曲线可知在强光下幼苗固定CO2的能力更强，主要原因是光照强，光反应快，为暗反应提供更多的ATP和[H]。

（2）图2中可以看出，从10：00时到12：00时之间，气孔阻力增大，部分气孔关闭，由气孔进入的二氧化碳量减少，导致暗反应速率下降。

（3）叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如：丙酮、无水乙醇等。所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素；在提取叶绿体色素的过程中，使用二氧化硅有助于磨碎植物细胞，碳酸钙的作用是防止研磨过程中叶绿体色素被破坏。

（4）光合速率=净光合速率+呼吸速率，据图1中曲线可以知道一天中任一时段的净光合速率数值，所以要测定黄瓜幼苗一天中某一时段的光合速率，还需要测定幼苗的呼吸速率，才能计算出黄瓜幼苗的光合速率；如果在白天进行该实验，须采取遮光措施后再测定。这样可以避免光合作用产生或消耗气体对实验结果的干扰。

【点睛】解答本题的关键是明确光合速率表示的不同方法：

（1）实际光合速率：单位时间内植物或细胞有机物的产生量、氧气的产生量、二氧化碳的固定量、叶绿体氧气的释放量、二氧化碳的吸收量。

（2）表观光合速率：单位时间内植物或细胞有机物的积累量、氧气的释放量、二氧化碳的吸收量。