Question

【題目】某實驗小組利用菠菜幼葉和成熟葉的葉圓片在相同的條件下進行實驗，結果如下圖，據圖回答：

（1）當NaHCO3溶液濃度為1%4%時，相同濃度下，幼葉上浮時間均比成熟葉長，表明幼葉的光合作用能力比成熟葉__________ （填“強”或“弱”）。

有人推測幼葉與成熟葉光合作用能力差異可能是葉片中光合色素的含量不同，為了證明這種推測，某同學設計了以下實驗：

①用_________分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素；

②用________法分離色素；

③觀察并比較二者_________________。

（2）當NaHCO3濃度為3%時，適當提高溶液溫度，第一片葉圓片上浮時間延長，該現象_________（填“能”或“不能”）表明提高后的溫度已超過總光合作用的最適溫度，請說明理由：_________________________。

（3）當NaHC03濃度超過5%，葉圓片不上浮，最可能的原因______________________。

Answer 1

【答案】弱 無水乙醇 紙層析 色素帶的寬度與顏色的深淺 不能 葉圓片上浮時間延長，只能表明凈光合速率低（或只能表明總光合作用與呼吸作用的差值降低） NaHC03濃度過高，導致細胞滲透失水過多而死亡，細胞死亡后，光合作用也隨之停止

【解析】

試題依題意和反映實驗結果的柱形圖可知，本實驗的目的是用真空滲水法驗證二氧化碳濃度對光合作用的影響，自變量是不同濃度的NaHCO3溶液，因變量是根據葉圓片上浮所需時間來推測光合作用的速率，而葉圓片的沉浮于取決于光合作用和呼吸作用導致的氣體是否在細胞間積累，即表示凈光合速率。NaHCO3溶液可為光合作用提供CO２，但NaHCO3溶液過高又會導致細胞失水甚至引起細胞死亡。據此圍繞“綠葉中色素的提取和分離、影響光合作用的因素”等相關知識對相關問題進行解答。

(1) 依題意和圖示分析可知：本實驗是根據葉圓片上浮所需時間來推測光合作用的速率，上浮所需時間越短，光合速率越大，而NaHCO3溶液可為葉片的光合作用提供CO2。當NaHCO3溶液濃度為1%4%時，相同濃度下，幼葉上浮時間均比成熟葉長，表明幼葉的光合作用能力比成熟葉弱。

①綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，因此可用無水乙醇分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素。

②分離色素的原理是綠葉中的四種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，因而不同色素分子可以在濾紙上通過擴散而分開。可見，分離色素，可用紙層析法。

③綠葉中色素含量較高，則色素帶較寬、顏色較深，反之則色素帶較窄、顏色較淺。若證明幼葉與成熟葉光合作用能力差異可能是葉片中光合色素的含量不同導致的，可觀察并比較二者色素帶的寬度與顏色的深淺。

(2)葉圓片的沉浮于取決于光合作用和呼吸作用導致的氣體是否在細胞間積累，即表示凈光合速率，而凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率。當NaHCO3濃度為3%時，適當提高溶液溫度，第一片葉圓片上浮時間延長，該現象只能表明凈光合速率低（或只能表明總光合作用與呼吸作用的差值降低），而說明不能表明提高后的溫度已超過總光合作用的最適溫度。

(3)NaHCO3溶液可為葉片的光合作用提供CO2。 當NaHC03濃度超過5%時，因NaHC03濃度過高，導致細胞滲透失水過多而死亡，細胞死亡后，光合作用也隨之停止，所以葉圓片不上浮。