Question

4．某实验小组利用新鲜的绿叶为材料，进行绿叶中色素的提取与分离实验，实验结果如图所示．请回答下列问题：

（1）分离绿叶中的色素常用的实验方法是纸层析法．A、B是滤纸条上的标记，根据实验现象可知层析液最先所处的位置是A（填“A”或“B”）处．
（2）在色素的提取与分离过程中，偶然发现某植株缺失第Ⅲ条色素带．
①缺失第Ⅲ条色素带的植株不能合成叶黄素，该植株对蓝紫光的吸收能力减弱．
②该实验小组为了研究缺失第Ⅲ条色素带的植株（甲）和正常的植株（乙）光合作用速率的差异，在不同的光照强度下测定了两植株的CO₂吸收速率，结果如表所示：

光照强度（klx）		0	5	10	15	20	25	30
CO2吸收速率（mg•m-2•h-1）	甲	-3.6	-0.72	2.4	3.0	4.8	6.9	7.2
	乙	-4.6	-1	2.4	3.6	5.8	7.9	8.8

根据表格中信息可知，更加适合在强光下生活的是植株乙（填“甲”或“乙”）植株．当光照强度为15klx时，植株甲的光合作用速率小于（填“大于”“小于”或“等于”）植株乙；当光照强度为30klx 时，植株甲积累的葡萄糖的量约为4.9mg•m^-2•h^-1．

Answer 1

分析 叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素．色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢．根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来．
提取绿叶中色素时，需要加入无水乙醇（丙酮）、SiO₂、CaCO₃，其中无水乙醇（丙酮）的作用是提取色素，SiO₂的作用是使研磨更充分，CaCO₃的作用是防止色素被破坏．分离色素时，用层析液，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，距点样处越远．距点样处的距离由近到远的色素依次是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素．

解答 解：（1）色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢．根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来．滤液细线不能没入层析液，防止色素溶解到层析液中，图中得到了正常的色素带，因此根据实验现象可知层析液最先所处的位置是A．
（2）①第Ⅲ条色素带是叶黄素，叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，缺失第Ⅲ条色素，说明植株不能合成叶黄素，该植株对蓝紫光的吸收能力减弱．
②两植株的CO₂吸收速率代表净光合速率，比较甲、乙两组试验数据，更加适合在强光下生活的是植株乙；当光照强度为0klx时，只进行呼吸作用，植株甲的呼吸强度为3.6mg•m^-2•h^-1，乙的呼吸强度为4.6mg•m^-2•h^-1，因此当光照强度为15klx时，植株甲的光合作用速率为3.0+3.6=6.6mg•m^-2•h^-1，植株乙的光合作用速率为3.6+4.6=8.2mg•m^-2•h^-1；当光照强度为30klx 时，植株甲CO₂吸收速率为7.2mg•m^-2•h^-1，根据光合作用反应方程式，求出积累的葡萄糖的量约为$\frac{180×7.2}{6×44}$=4.9mg•m^-2•h^-1．
故答案为：
（1）纸层析法   A
（2）①叶黄素    蓝紫
②乙   小于    4.9

点评 本题考查了色素的提取和分离试验，光合作用的有关计算，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力；从题目所给的图形中获取有效信息的能力．