Question

17．科研人員獲得一種葉綠素b完全缺失的水稻突變體，該突變體對(duì)強(qiáng)光照環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)．回答下列問(wèn)題：
（1）提取水稻突變體的光合色素，應(yīng)在研磨葉片時(shí)加入CaCO₃以防止色素被破壞．用紙層析法分離該突變體葉片的光合色素，缺失的色素帶應(yīng)位于濾紙條的最下端．
（2）該突變體和野生型水稻O₂釋放速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系如下圖所示．當(dāng)光照強(qiáng)度為n時(shí)，與野生型相比，突變體單位面積葉片中葉綠體的氧氣產(chǎn)生速率較大．當(dāng)光照強(qiáng)度為m時(shí)，測(cè)得突變體葉片氣孔開(kāi)放程度比野生型更大，據(jù)此推測(cè)，突變伴固定的CO₂形成C₃的速率更快，提高了光合放氧速率．
（3）如果水稻出現(xiàn)葉綠素a完全缺失的突變，將無(wú)法進(jìn)行光合作用，其原因是缺失葉綠素a不能完成光能轉(zhuǎn)換．
（4）取一些剛剛提取到的葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫（約25℃）下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響，方法和結(jié)果如下表．

實(shí)驗(yàn)組號(hào)	葉綠素溶液（mL）	調(diào)pH至	處理時(shí)間（min）	溶液顏色
①	3.0	8.0	10	綠色
②	3.0	7.0	10	綠色
③	3.0	6.0	10	黃綠色
④	3.0	5.0	10	黃褐色

注：葉綠素被破壞后變成黃褐色
①若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于酸性食品，否則由于葉綠素被破壞造成食品失綠而影響品質(zhì)．
②小李想了解葉綠素產(chǎn)品中是否含有其他色素，請(qǐng)你寫(xiě)出主要步驟．主要步驟：a制備濾紙條；b畫(huà)色素液細(xì)線；c用層析液分離色素；d觀察色素帶．

Answer 1

分析 1、碳酸鈣可防止研磨過(guò)程中色素被破壞．
2、各色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，從而分離色素．溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢．濾紙條從上到下依次是：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b．
3、當(dāng)光照強(qiáng)度為n時(shí)野生型和突變體O₂釋放速率相等，但由圖可知突變體的呼吸作用大于野生型，所以與野生型相比，突變體單位面積葉片葉綠體的氧氣產(chǎn)生速率較大．光合作用中固定CO₂形成C₃，需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH、ATP．
4、缺失葉綠素a不能完成光能轉(zhuǎn)換突變體無(wú)法進(jìn)行光合作用．

解答 解：（1）提取色素時(shí)，為了防止色素被破壞，應(yīng)在研磨葉片時(shí)加入CaCO₃．分離色素時(shí)，葉綠素b在層析液中溶解度最低，擴(kuò)散的最慢，其色素帶位于濾紙條的最下端．
（2）據(jù)圖示曲線知，當(dāng)光照強(qiáng)度為n時(shí)，與野生型相比，突變體單位面積葉片中葉綠體的氧氣產(chǎn)生速率較大．光照強(qiáng)度為m時(shí)，葉片氣孔開(kāi)放程度大的植株CO₂供應(yīng)充足，固定CO₂形成C₃的速率更快，消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP也更快，從而提高了光合放氧速率．
（3）光合作用過(guò)程中，少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a能吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能，若缺失葉綠素a就不能將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能，植物將無(wú)法進(jìn)行光合作用．
（4）①由表格信息可知，酸性條件下可使葉綠素變成黃褐色，所以若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于pH小于6.0的食品，否則葉綠素會(huì)由于酸性pH值而被破壞．
②可借鑒課本中色素的分離方法進(jìn)行色素種類的鑒定，所以可采用紙層析法，其主要步驟：①制備濾紙條，②畫(huà)色素液細(xì)線，③用層析液分離色素，④觀察色素帶．
故答案為：
（1）CaCO₃    最下端
（2）較大     C₃
（3）缺失葉綠素a不能完成光能轉(zhuǎn)換
（4）①酸性    由于葉綠素被破壞造成食品失綠而影響品質(zhì)
②主要步驟：a制備濾紙條；b畫(huà)色素液細(xì)線；c用層析液分離色素；d觀察色素帶

點(diǎn)評(píng) 本題考查色素的提取和分離、光合作用的相關(guān)知識(shí)，提升學(xué)生的識(shí)記、理解能力和從提干中獲取信息的能力，難度適中，解題的關(guān)鍵是能從圖中分析出想要的知識(shí)點(diǎn)．