Question

9．人們對光合作用這一重要生命現象的發現及認識經歷了漫長的過程，以下是光合作用探究歷程中的幾個經典實驗，請結合所學知識回答下列問題：
實驗一：普利斯特利的實驗
密閉玻璃罩+綠色植物+蠟燭/小鼠→蠟燭不易熄滅/小鼠不易窒息死亡
（1）本實驗缺乏對照（空白對照）組，應該如何改進？將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于密閉玻璃罩內，作為空白對照．
實驗二：薩克斯的實驗
黑暗中饑餓處理的綠葉$\left\{\begin{array}{l}{一半曝光\stackrel{碘蒸氣}{→}變藍}\\{一半遮光\stackrel{碘蒸氣}{→}不變藍}\end{array}\right.$
（2）本實驗的自變量為光的有無，因變量為葉片顏色變化（有無淀粉生成），實驗組是遮光組（填“曝光組”或“遮光組”）．
（3）實驗中進行饑餓處理的目的是使葉片中的營養物質（淀粉）被消耗掉，排除對實驗的干擾，增強實驗的說服力．
實驗三：魯賓和卡門的實驗
（4）魯賓和卡門應用了同位素標記法追蹤CO₂和H₂O中的氧元素在光合作用中的轉移途徑．
（5）寫出光合作用總反應式，并標明同位素（如¹⁸O）：CO₂+H₂O$→_{葉綠體}^{光能}$（CH₂O）+¹⁸O₂．

Answer 1

分析 光合作用的發現
（1）1648比利時，范•海爾蒙特：植物生長所需要的養料主要來自于水，而不是土壤．
（2）1771英國，普利斯特萊：植物可以更新空氣．
（3）1779荷蘭，揚•英根豪斯：植物只有綠葉才能更新空氣；并且需要陽光才能更新空氣．
（4）1864德國，薩克斯：葉片在光下能產生淀粉．
（5）1880美國，恩吉（格）爾曼：光合光合作用的場所在葉綠體．
（6）1940美國，魯賓和卡門（用放射性同位素標記法）：光合作用釋放的氧全部來自參加反應的水．（糖類中的氫也來自水）．
（7）1948美國，梅爾文•卡爾文（用放射性同位素標記法）：用¹⁴C標記的CO₂追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，進一步了解到光合作用中復雜的化學反應．

解答 解：（1）在設計探究性實驗是應遵循單一變量和對照性原則，而本實驗缺乏對照（空白對照）組，應將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于密閉玻璃罩內，作為空白對照．
（2）分析實驗可知，本實驗的自變量為光的有無，因變量為葉片顏色變化（有無淀粉生成）．常態下一般為對照組，即曝光組為對照組，遮光組是實驗組．
（3）實驗中進行饑餓處理的目的是使葉片中的營養物質（淀粉）被消耗掉，排除對實驗的干擾，增強實驗的說服力．
（4）魯賓和卡門應用了同位素標記法追蹤CO₂和H₂O中的氧元素在光合作用中的轉移途徑．
（5）光合作用總反應式，由于產生的氧氣全部來自于水，標明同位素（如¹⁸O）為：CO₂+H₂O$→_{葉綠體}^{光能}$（CH₂O）+¹⁸O₂．
故答案為：
（1）對照（空白對照）   將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于密閉玻璃罩內，作為空白對照
（2）光的有無     葉片顏色變化（有無淀粉生成）   遮光組
（3）使葉片中的營養物質（淀粉）被消耗掉，排除對實驗的干擾，增強實驗的說服力
（4）同位素標記
（5）CO₂+H₂O$→_{葉綠體}^{光能}$（CH₂O）+¹⁸O₂

點評 本題著重考查了光合作用的發現過程，要求考生能夠識記光合作用發現過程中經典實驗的方法、步驟、結果等，能夠利用對照實驗的原則分析實驗，識記光合作用反應方程式．