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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+

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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___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:
表:不同质量分数的Cu2+对白蜡叶绿素含量及光合作用的影响
Cu2+质量分数 叶绿素a
(mg•kg-1
叶绿素b
(mg•kg-1
叶绿素总量
(mg•kg-1
叶绿素
a/b
将光合速率
(μmol•m-2•s-1
气孔导度
(mol•m-2•s-1
胞间CO2浓度
(μmol•mol-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:气孔导度越大,气孔开放程度越高)
①在Cu2+质量分数为2.5×10-4时,与对照组相比,叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均增加,从而使植物吸收的___增加,净光合速率提高.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___改变,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,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.
▼优质解答
答案和解析
(1)该实验的空白对照是不添加Cu2+的基质;植株的生长状况属于无关变量,因此选择的植株应该是健康且生长基本一致.
(2)由于绿叶中的色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中,因此可以用乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素.
(3)①绿叶中的色素具有吸收、传递和转化光能的作用,叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均增加,从而使植物吸收的光能增加;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酶的活性改变;由表格信息可知,随着Cu2+质量分数的升高,叶绿素含量下降,而叶片中的叶绿素a/b值逐渐生升高,说明重金属Cu2+对叶片中叶绿素b的影响高于对叶绿素a的影响.
②由表格数据可知,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,表明此时限制净光合速率的主要因素是气孔导度;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,但是胞间CO2浓度略有上升,说明此时影响净光合速率的因素可能有非气孔因素的存在.
故答案为:
(1)不添加Cu2+的基质          健康且生长基本一致
(2)无水乙醇(有机溶剂)
(3)①光能        酶活性       升高      叶绿素b       叶绿素a
②气孔导度         胞间CO2浓度略有上升
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