Question

1．光合作用離不開葉綠體色素．某興趣小組開展了與色素有關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)：
【探究一】為了比較不同色素對酸雨的敏感程度，科研人員設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)．請完善實(shí)驗(yàn)過程并回答相關(guān)問題：
實(shí)驗(yàn)材料和器材：長勢相似的2年生龍眼植株、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸、蒸鎦水、722分光光度計、研缽、試管、滴管等．
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）模擬酸雨處理葉片：
①利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸和蒸餾水配制pH分別為4.5、4.0、3.5、3.0、2.5的模擬酸雨．
②取6支試管，編號為1～6，分別依次加入10mL的蒸餾水、各pH的模擬酸雨．
③用打孔器取龍眼葉圓片若干．然后向每支試管中加入圓片50片．
④在適宜光照和溫度下處理適宜時間后，取出葉圓片，用蒸餾水沖洗3次后待用．
（2）色素的提取和含量測定：
①將每支試管中的50片圓片分別放入研缽中，向研缽中加入SiO₂和CaCO₃，再各加入10mL無水乙醇，進(jìn)行快速、充分的研磨．
②將研磨液迅速倒入基部放有單層尼龍布（填“單層尼龍布”或“單層濾紙”）的漏斗中過濾，將濾液分別收集到另6支試管中，試管口用棉塞塞嚴(yán)，以防止濾液揮發(fā)．
③利用722分光光度計分別間接測定6支試管的濾液中相關(guān)色素的含量，并記錄在表中．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：

試管號	模擬酸雨 的pH	各種色素的含量（μg•cm-2）
		葉綠素a	葉綠素b	類胡蘿卜素
1	對照組	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

分析結(jié)果，可得出的結(jié)論是：對酸雨的敏感程度由大到小的順序是：葉綠素a＞類胡蘿卜素＞葉綠素b．
【探究二】已知標(biāo)準(zhǔn)層析液的組分及比例為石油醚：丙酮：苯=20：2：1，為研究標(biāo)準(zhǔn)層析液各組分在色素分離中的各自功能，該興趣小組分別用標(biāo)準(zhǔn)層析液、石油醚、苯、丙酮等4種不同溶液分別處理豌豆幼嫩葉中的色素．結(jié)果圖所示．

（3）據(jù)圖分析，下列對標(biāo)準(zhǔn)層析液中的3種成分的各自功能的敘述中正確的有（填字母）ABC．
A．石油醚的功能是分離色素中的胡蘿卜素
B．苯的功能是分離色素的類胡蘿卜素、葉綠素a和葉綠素b
C．丙酮的功能是溶解各種色素
（4）若用紙層析法分離濾液中的色素，則Rf值（色素在濾紙條上的上升距離/層析液在濾紙條上的擴(kuò)散距離）最大的色素是胡蘿卜素．
【探究三】研究LSV病毒對百合光合作用的影響，結(jié)果如下表．其中氣孔導(dǎo)度描述的是氣孔開放程度．

	色素量的比值		氣孔導(dǎo)度的比值	凈光合速率的比值
	葉綠素a	葉綠素b
LSV侵染的百合/健康百合	71.4%	66.7%	75%	66.7%

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LSV侵染的百合比健康百合凈光合速率低．據(jù)表從光反應(yīng)和暗反應(yīng)的角度分析凈光合速率降低的原因分別是葉綠素含量減少，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]減少、氣孔導(dǎo)度下降，CO₂吸收減少．

Answer 1

分析 1、此題考查了學(xué)生科學(xué)探究的能力．由表格1可知，在各種模擬酸雨的作用下，葉綠素a的含量下降最多，其次是類胡蘿卜素、葉綠素b，解此題從資料分析，看表作答，確定實(shí)驗(yàn)變量，設(shè)計對照實(shí)驗(yàn)，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面入手．
2、探究（二）：表示光合作用色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)．回顧和梳理光合作用的實(shí)驗(yàn)及光合色素的提取和分離所以的相關(guān)知識，認(rèn)真分析各個小題即可正確作答．
3、探究（三）：據(jù)表分析：LSV病毒感染的百合葉綠素的含量、氣孔導(dǎo)度和凈光合速率都下降．影響光合作用的因素主要有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等．據(jù)此分析作答．

解答 解：（2）色素的提取和含量測定
①將每支試管中的50片圓片分別放入研缽中，向研缽中加入二氧化硅可使研磨更充分，加入碳酸鈣可防治色素破壞，再各加入10mL 無水乙醇溶解色素，進(jìn)行迅速、充分的研磨．
②將研磨液迅速倒入基部放有單層尼龍布的漏斗中過濾，將濾液分別收集到另6支試管中，乙醇容易揮發(fā)，所以試管口應(yīng)用棉塞塞嚴(yán)．
③分析結(jié)果，得出結(jié)論：由表格可知，在各種模擬酸雨的作用下，葉綠素a的含量下降最多，其次是類胡蘿卜素、葉綠素b，所以可得出結(jié)論：對酸雨的敏感程度由大到小的順序是：葉綠素a＞類胡蘿卜素＞葉綠素b．
（3）與對照組相比，石油醚分離出的橙黃色色素是胡蘿卜素，而其它色素還分布在起始線附近，可見其它色素在石油醚中溶解度很小，石油醚不能將其分離；與對照組相比，苯分離出的3條色素帶從上往下依次是類胡蘿卜素（葉黃素和胡蘿卜素）、葉綠素a和葉綠素b，但是不能將類胡蘿卜素中的兩種色素分離；與對照組相比，丙酮不能將豌豆幼嫩葉中的4種色素較好地分離出來，從3條色素帶連在一起，離起始線較遠(yuǎn)和起始線處幾乎沒有色素這些現(xiàn)象可得出豌豆幼嫩葉中中的4種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濾紙上慮液細(xì)線中的4種色素．
（4）分離色素原理：各色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，從而分離色素．溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢．濾紙條從上到下依次是：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）．則Rf值（色素在濾紙條上的上升距離/層析液在濾紙條上的擴(kuò)散距離）最大的色素是胡蘿卜素．
（5）凈光合速率可以通過測定一定時間內(nèi)CO₂濃度（O₂濃度或有機(jī)物的量）的變化來表示．表中數(shù)據(jù)表明LSV侵染的百合葉綠素含量減少，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]減少，同時氣孔導(dǎo)度下降，CO₂吸收減少，導(dǎo)致凈光合速率低．
故答案為：
（2）①SiO₂和CaCO₃（缺一不給分）       無水乙醇
②單層尼龍布
③對酸雨的敏感程度由大到小的順序是：葉綠素a＞類胡蘿卜素＞葉綠素b
（3）ABC
（4）胡蘿卜素
（5）葉綠素含量減少，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]減少      氣孔導(dǎo)度下降，CO₂吸收減少

點(diǎn)評 本題結(jié)合圖示主要考查光合速率的測定、光合作用色素的提取與分離等知識，意在強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)知識的理解與運(yùn)用．