Question

20．某實驗小組將菠菜幼葉和成熟葉的葉圓片，裝人含蒸餾水的注射器中，排出葉片內(nèi)的氣體，使葉圓片下沉．然后將葉圓片分別放人不同濃度的NaHCO₃溶液中進(jìn)行實驗（NaHCO₃溶液為光合作用提供原料，且濃度變化對溶液pH的影響忽略不計，其它實驗條件相同），觀察第1片葉圓片上浮所需時間（min），結(jié)果如圖．請回答：

（1）當(dāng)NaHC0₃溶液濃度為1%-4%a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（填“強(qiáng)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，為尋求證據(jù)，可以用無水乙醇分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素，再用紙層析法分離色素，觀察并比較二者色素帶的寬度及顏色深淺．
（2）在NaHCO₃濃度為0%的溶液中，葉圓片直至實驗結(jié)束仍未上浮，其原因是缺乏NaHCO₃直接影響光合作用的暗反應(yīng)階段．當(dāng)濃度超過5%，葉圓片也不上浮，最可能的原因是濃度過大，導(dǎo)致細(xì)胞滲透失水過多而死亡．
（3）當(dāng)NaHCO₃濃度為3%時，適當(dāng)提高溶液溫度，第一片葉圓片上浮時間延長，該現(xiàn)象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．葉圓片上浮時間延長，只能表明凈光合作用速率降低．

Answer 1

分析 （1）真空滲水法的原理：排除葉肉細(xì)胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中．植物吸收CO₂，釋放出的O₂溶解度小，積累在細(xì)胞間隙，從而使葉片上浮．
（2）根據(jù)題意和圖表分析可知：NaHCO₃溶液為0時，植物不進(jìn)行光合作用作用，不產(chǎn)生氧氣，故葉片不浮起；在一定的范圍內(nèi)，隨著NaHCO₃溶液濃度的增大，產(chǎn)生的氧氣增多，葉片浮起所需的時間減少；超過一定的范圍，NaHCO₃溶液濃度過大，葉圓片不上浮．

解答 解：（1）當(dāng)NaHC0₃溶液濃度為1%-4%a時，相同濃度下，幼葉上浮時間均比成熟葉長，說明產(chǎn)生的O₂少，表明幼葉的光合作用能力比成熟葉弱．由于色素不溶于水，能溶于有機(jī)溶劑，所以可以用無水乙醇分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素，再用紙層析法分離色素，觀察并比較二者色素帶的寬度及顏色深淺．
（2）NaHCO₃溶液為光合作用提供的原料是二氧化碳，所以缺乏NaHCO₃直接影響光合作用的暗反應(yīng)階段．當(dāng)濃度超過5%，葉圓片也不上浮，最可能的原因是濃度過大，導(dǎo)致細(xì)胞滲透失水過多而死亡．
（3）當(dāng)NaHCO₃濃度為3%時，適當(dāng)提高溶液溫度，第一片葉圓片上浮時間延長，只能表明凈光合作用速率降低，不能表明提高后的溫度已超過總光合作用的最適溫度．
故答案為：
（1）弱    無水乙醇    紙層析
（2）暗反應(yīng)    細(xì)胞滲透失水過多而死亡
（3）葉圓片上浮時間延長，只能表明凈光合作用速率降低

點評 本題考查了光合作用強(qiáng)度與二氧化碳的濃度之間的關(guān)系，是屬于課本上探究光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度之間關(guān)系的一個變式訓(xùn)練，本題解題的關(guān)鍵是明確植物葉片上浮的原因，上浮時間越短，證明光合作用強(qiáng)度越大．