Question

4．植物的生長發育需要根從土壤中吸收水分和各種礦質元素，科學實驗發現土壤中缺磷，會導致植株矮小，葉色暗綠，依據葉色變化推測可能是缺少類胡蘿卜素．為研究葉色暗綠是否是因缺磷造成類胡蘿卜素缺乏所致，請根據以下提供的實驗材料與用具，完善實驗思路，預測實驗結果并進行分析．
材料與用具：長的幼苗、燒杯、漏斗、試管、研缽、完全培養液、僅缺磷的完全培養液、丙酮、石英砂、CaCO₃、95%的乙醇、層析液等．
（1）實驗思路：
①取兩個燒杯編號為A、B，各放入同樣數量、同一品種且長勢相近，苗齡相同的黃瓜幼苗．
②A燒杯中加入完全培養液，B燒杯中加入等量缺磷的不完全培養液，置于相同且適宜的條件下培養，培養到兩組黃瓜苗葉片出現顏色差異為止．
③分別從A、B兩組中選取等量葉片，用無水乙醇提取葉片色素，用紙層析法分離色素，觀察比較A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺．
預測實驗結果與結論：
①A、B兩組類胡蘿卜素色素帶寬度和顏色一致，說明缺磷導致的葉色暗綠，不是由于類胡蘿卜素缺乏所致．
②A組比B組類胡蘿卜素色帶寬度大、顏色深（或B組缺少類胡蘿卜素色帶），說明缺磷導致的葉色暗綠，是由于類胡蘿卜素缺乏所致．
分析與討論：
①提取葉片色素時要加入碳酸鈣，防止色素被破壞，提取的色素中除了類胡蘿卜素外還有葉綠素類色素．

Answer 1

分析 實驗的設計一定要有對照實驗，才能說明問題，所以在設計時要設計對照實驗．在設計實驗的時候，要注意單一變量的原則，也就是要排除無關因素對實驗結果造成的影響，比如植物的長勢、溫度等一些無關條件．

解答 解：（1）①由于黃瓜幼苗是無關變量，所以要選擇同一品種且長勢相近，苗齡相同的植株．
②設計對照實驗中單一變量的原則，就是兩燒杯中分別加入完全培養液、缺磷的不完全培養液．
③也要注意無關變量的原則，選取葉片時，要選取等量的葉片，由于色素易溶于有機溶劑，所以提取時用無水乙醇提取，方法是紙層析法，比較兩者的色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺．
結果的預測：
①A、B兩組類胡蘿卜素色帶寬度和顏色一致，說明缺磷導致的葉色暗綠，不是由于類胡蘿卜素缺乏所致．
②A組比B組類胡蘿卜素色帶寬度大、顏色深（或B組缺少類胡蘿卜素色帶），說明缺磷導致的葉色暗綠，是由于類胡蘿卜素缺乏所致．
分析與討論：
①提取葉片色素時要加入碳酸鈣，防止色素被破壞，提取的色素中除了類胡蘿卜素外，還有葉綠素類色素，包括葉綠素a和葉綠素b．
故答案為：
（1）同一品種且長勢相近，苗齡相同
完全培養液   缺磷的不完全培養液
選取等量葉片    無水乙醇     紙層析     A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺．
（2）A組比B組類胡蘿卜素色帶寬度大、顏色深（或B組缺少類胡蘿卜素色帶），說明缺磷導致的葉色暗綠，是由于類胡蘿卜素缺乏所致
（3）碳酸鈣   葉綠素

點評 本題的知識點是磷元素的作用，色素的提取和分離，關鍵是課本的知識點一個靈活運用：比如實驗設計要遵循的是單一變量和對照性原則，在具體的題目中要靈活運用