Question

2．Cu²⁺是植物生長發育必需的微量元素，但過量的Cu²⁺又會影響植物的正常生長．科研人員以白蠟幼苗為實驗材料，研究Cu²⁺對植物生長的影響．
（1）將CuSO₄•5H₂O水溶液加入基質中，制成不同Cu²⁺質量分數的“污染土壤”，另設不添加Cu²⁺的基質作為對照．選擇健康且生長基本一致的植株，分別進行培養．
（2）培養幾個月后，摘取植株頂部剛成熟的葉片，用無水乙醇（有機溶劑）來提取綠葉中的色素，進而測定濾液中葉綠素的含量，同時每月定時測定其他相關指標，結果取平均值．
（3）實驗結果及分析：
表：不同質量分數的Cu²⁺對白蠟葉片葉綠素含量及光合作用的影響

Cu2+質量分數	葉綠素a （mg•kg-1）	葉綠素b （mg•kg-1）	葉綠素總量 （mg•kg-1）	葉綠素 a/b	凈光合速率（μmol•m-2•s-1）	氣孔導度（mol•m-2•s-1）	胞間CO2濃度（μmol•m-2•s-1）
0	1.80	0.47	2.27	3.83	5.92	0.073	237.20
2.5×10-4	1.85	0.48	2.33	3.84	6.18	0.079	243.21
5.0×10-4	1.65	0.41	2.06	4.00	5.27	0.064	219.78
1.0×10-3	1.51	0.37	1.87	4.18	4.26	0.059	225.56
2.0×10-3	1.45	0.34	1.79	4.26	2.58	0.050	227.12

（注：氣孔導度越大，氣孔開放程度越高）
①在Cu²⁺質量分數高于2.5×10^-4以后，隨著Cu²⁺質量分數的升高，凈光合速率下降，可能的原因是重金屬銅會引起葉綠體內相關的酶活性改變，此時葉綠素含量下降，而葉片中的葉綠素$\frac{a}{b}$值逐漸升高，表明重金屬Cu²⁺對葉片中的葉綠素b影響高于對葉綠素a的影響．
②與Cu²⁺質量分數為2.5×10^-4相比，Cu²⁺質量分數為5.0×10^-4時，凈光合速率隨著氣孔導度和胞間CO₂濃度的下降而下降，表明此時，成為凈光合速率的主要限制因子是氣孔導度，因其下降導致CO₂供應不足進而光合速率下降．由表中數據分析可知，當Cu²⁺質量分數繼續增大時，氣孔導度繼續下降，而胞間CO₂濃度略有上升，表明此時影響凈光合速率的因素可能有非氣孔因素的存在．

Answer 1

分析 根據題意，該實驗的目的是探究Cu²⁺對植物光合作用的影響．據題表分析重金屬Cu²⁺對葉片中葉綠素b的影響高于對葉綠素a的影響．當Cu²⁺質量分數繼續增大時，氣孔導度繼續下降，而胞間CO₂濃度略有上升，表明此時影響凈光合速率的因素可能有非氣孔因素的存在．

解答 解：（1）實驗目的是研究Cu²⁺對植物生長的影響，應設置不添加Cu²⁺的基質作為對照組，增強實驗結果的可信度．
（2）葉綠體色素易溶于有機溶劑中，因此可用無水乙醇提取色素．
（3）①重金屬銅會改變葉綠體內相關的酶的活性，進而降低光合速率；隨著Cu²⁺質量分數的升高，葉綠素含量下降，而葉片中的葉綠素a/b值逐漸增大，這說明表明重金屬Cu²⁺對葉片中葉綠素b的影響高于對葉綠素a的影響．
②與Cu²⁺質量分數為2.5×10^-4相比，Cu²⁺質量分數為5.0×10^-4時，凈光合速率隨著氣孔導度和胞間CO₂濃度的下降而下降，表明此時凈光合速率的主要限制因子是氣孔導度，氣孔導度下降導致CO₂供應不足進而光合速率下降．由表中數據分析可知，當Cu²⁺質量分數繼續增大時，氣孔導度繼續下降，而胞間CO₂濃度略有上升，表明此時影響凈光合速率的因素可能有非氣孔因素的存在．
故答案為：
（1）不添加Cu²⁺的基質
（2）無水乙醇（有機溶劑）
（3）①酶   升高      葉綠素b       葉綠素a
②氣孔導度          胞間CO₂濃度略有上升（合理即可）

點評 本題主要考查影響光合作用的環境因素，意在強化學生對相關知識的識記、理解與掌握及識圖識表和分析作答能力．