Question

13．科研人员为研究土壤pH对粳型杂交稻幼苗光合特性的影响进行了相关实验，步骤如下：
①将消毒后生理状态良好且相同的水稻幼苗分别置于pH为4.0、5.0、6.0、7.0和8.0的培养液培养，其他条件适宜；
②培养一段时间后，测定水稻幼苗叶片光合速率、呼吸速率及叶绿素a、叶绿素b的含量，计算叶绿素总量和叶绿素a/b的值，结果如图．

分析回答：
（1）培养水稻幼苗的过程中，隔天更换培养液，除了可以防止缺氧造成烂根和营养不足之外，还能防止培养液pH的改变，影响实验结果．
（2）测定叶绿素含量前，需要提取叶绿素．提取的方法是：在剪碎的绿叶中加入SiO₂、碳酸钙（CaCO₃）、无水乙醇（或丙酮）后快速研磨，经过滤获得色素滤液．
（3）测定水稻幼苗叶片呼吸作用速率时需在黑暗条件下进行．
（4）由图乙可知，水稻对pH的适应范围较广，在5.0～7.0范围内对水稻的生长影响不大．结合甲图分析，
pH的变化主要导致叶绿素a/b的比值的变化，从而影响光合速率．
（5）若pH为4.0时，水稻幼苗要正常生长，每天适宜的光照时间不少于13.7小时．

Answer 1

分析 1、根据图甲分析，随着PH值的增加，叶绿素的含量不断减少，叶绿素a/b的比值先增加后减少．
2、根据图乙分析，净光合作用速率先增加后减少，呼吸作用速率变化不大；幼苗要正常生长，则白天的净光合作用积累量大于晚上呼吸作用的消耗．

解答 解：（1）实验的自变量是PH值变化；则培养水稻幼苗的过程中，隔天更换培养液，可防止缺氧造成烂根和营养不足，还能防止培养液pH的改变，影响实验结果．
（2）色素提取的过程中，在剪碎的绿叶中加入石英砂（破坏细胞结构，使研磨充分）、碳酸钙（防止研磨过程中色素被破坏）、无水乙醇（作为提取液，可溶解绿叶中的色素）．研磨过程中要避光的原因是叶绿素不稳定，见光容易分解．
（3）测定水稻幼苗叶片呼吸作用速率时需在黑暗条件下进行，防止光合作用影响实验结果．
（4）由图乙可知，在5.0～7.0范围内对水稻的生长影响不大．结合甲图分析，pH的变化主要导致叶绿素a/b的比值的变化，从而影响光合速率．
（5）若pH为4.0时，净光合作用速率为150，呼吸作用速率为200，假设每天适宜的光照时间为X小时，则150X=200（24-X），X=13.7小时．
故答案为：
（1）pH 
（2）碳酸钙（CaCO₃）　无水乙醇（或丙酮）
（3）黑暗 
（4）5.0～7.0　叶绿素a/b的比值
（5）13.7

点评 本题考查实验的分析、叶绿体中色素的提取和分离、光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查学生的识图和判断能力，属于中档题．