题目内容
(16分)Cu2+是植物生长发育必需的微量元素,但过量的Cu2+又会影响植物的正常生长。科研人员以白蜡幼苗为实验材料,研究Cu2+对植物生长的影响。
(1)将CuSO4·5H2O水溶液加入基质中,制成不同Cu2+质量分数的“污染土壤”,另设 作为对照。选择健康且生长基本一致的植株,分别进行培养。
(2)培养几个月后,摘取植株顶部刚成熟的叶片,用 来提取绿叶中的色素,进而测定滤液中叶绿素的含量,同时每月定时测定其他相关指标,结果取平均值。
(3)实验结果及分析:
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①在Cu2+质量分数高于2.5×10-4以后,随着Cu2+质量分数的升高,净光合速率下降,可能的原因是重金属铜会引起叶绿体内相关的 活性改变,此时叶绿素含量下降,而叶片中的叶绿素a/b值逐渐 ,表明重金属Cu2+对叶片中的 影响高于对 的影响。
②与Cu2+质量分数为2.5×10-4相比,Cu2+质量分数为5.0×10-4时,净光合速率随着气孔导度和胞间CO2浓度的下降而下降,表明此时,成为净光合速率的主要限制因子是 ,因其下降导致CO2供应不足进而光合速率下降。由表中数据分析可知,当Cu2+质量分数继续增大时,气孔导度继续下降,而 ,表明此时影响净光合速率的因素可能有非气孔因素的存在。
(1)不添加Cu2+的基质
(2)无水乙醇(有机溶剂)
(3)①酶 升高 叶绿素b 叶绿素a
②气孔导度 胞间CO2浓度略有上升(合理即可)
【解析】
试题分析:
(1)由于实验目的是研究Cu2+对植物生长的影响,因此自变量为Cu2+浓度,对照组应该是不添加Cu2+的基质。
(2)由于叶绿体中色素易溶于无水乙醇,因此可以使用无水乙醇提取色素。
(3)①Cu2+属于重金属盐,会引起蛋白质变性失活,因此酶的活性改变;表格中叶绿素a/b值逐渐升高,而色素含量下降,说明叶绿素b减少量大,因此重金属Cu2+对叶片中的叶绿素b的影响高于对叶绿素a的影响。
②Cu2+质量分数为5.0×10-4时,净光合速率随着气孔导度和胞间CO2浓度的下降而下降,表明净光合速率的主要限制因子是气孔导度;当Cu2+质量分数继续增大时,气孔导度继续下降,而胞间CO2浓度略有上升,说明除了气孔导度外,还有其他因素的影响。
考点:本题考查光合作用和生物实验的有关知识,意在考查考生识记能力和能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题的能力;具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。