Question

【题目】植物的生长发育受多种环境因素的影响。研究发现，红(R)蓝(B)组合光(R∶B＝3∶1) 能明显提高番茄幼苗的光合速率。为了探究在红蓝组合光中添加白光(W)对番茄幼苗生长的影 响，科研人员利用 LED 灯(冷光源)，设 4 个不同红、蓝、白光比例处理进行实验(实验期间各组 保持光强 300μmol·m－2·s－1、昼/夜温度 28℃/18℃)。30 天后，测定相关数据如下表所示。请回 答下列问题：

组别	处理	叶面积(cm2)	叶绿素含量(mg.g-')	净光合速率(pmol.m-2.s-')	茎粗(mm)
1	R:B=3：1	307.7	1.39	5.33	4.07
2	R：B：W=3：1：1	343.9	1.54	5.67	4.31
3	R：B：W=3：1：6	307.7	1.67	4.96	3.85
4	R：B：W=3：1：16	289.8	2.13	4.76	3.71

(1)红(R)蓝(B)两种光能明显提高番茄幼苗的光合速率，原因是________________。

(2)该实验中，对照组为_____，自变量为_____。自然生长条件下，影响番茄幼苗 光合速率的环境因素主要有_________（至少答出两点）。

(3)第 4 组幼苗叶片中叶绿素含量最高，但净光合速率最低，原因可能是白光比例较高，导致叶绿体内一部分______(填结构名称)破坏，影响了_____的生成，最终影响 C3 的还原。

(4)据表中数据分析，可以得出的初步实验结论是________________。

(5)利用红蓝白(R∶B∶W＝3∶1∶1)组合光处理后培育的番茄幼苗进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，按规范操作提取出色素后，以无水乙醇作为层析液进行色素分离，发现滤纸条上各色素带的间距较小，最可能的原因是_________________。

Answer 1

【答案】叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝（紫）光 第1组 添加白光的比例 光强、温度等 类囊体（膜） [H]、ATP 适宜比例的红蓝白组合光更有利于促进番茄幼苗生长（R:B:W=3：1：1的处理最有利于促进番茄幼苗生长） 不同色素在无水乙醇中的溶解度差异较小

【解析】

依据题意、表中信息和实验遵循的单一变量原则，准确定位实验目的（探究在红蓝组合光中添加白光对番茄幼苗生长的影响）、进而找出实验变量（自变量、因变量和无关变量）是解答此题的关键。在此基础上，结合题意并从表格中提取信息，围绕“光合作用过程及其影响的环境因素、绿叶中色素的提取和分离实验的原理”的相关知识，对各问题情境进行分析解答。

（1）因叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝（紫）光，所以红（R）蓝（B）两种光能明显提高番茄幼苗的光合速率。

（2）依题意可知：该实验的目的是探究在红蓝组合光中添加白光（W）对番茄幼苗生长的影响，据此分析表中信息可知：对照组为第1组，实验组为第2、3、4组，自变量为添加白光的比例，因变量为叶面积、叶绿素含量、净光合速率和茎粗。自然生长条件下，影响番茄幼苗光合速率的环境因素主要有光强、温度等。

（3）在表中所示的4组实验中，第4组添加的白光比例最高。较高的白光比例，可使叶绿体内一部分类囊体（膜）被破坏，影响了光反应中[H]和ATP的生成，最终影响暗反应中的C3的还原，这是造成第4组幼苗叶片中叶绿素含量最高、但净光合速率最低的可能原因。

（4）表中第2组实验，其幼苗的叶面积、净光合速率和茎粗均明显高于其它组，说明适宜比例的红蓝白组合光更有利于促进番茄幼苗生长（或R:B:W=3：1：1的处理最有利于促进番茄幼苗生长）。

（5）分离色素的原理是：绿叶中的各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同色素分子会随层析液在滤纸上通过扩散而分离开。若按规范操作，将利用红蓝白（R：B：W=3：1：1）组合光处理后培育的番茄幼苗的绿叶中的色素提取出后，以无水乙醇作为层析液进行色素分离，发现滤纸条上各色素带的间距较小，则最可能的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度差异较小。