Question

12．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弱（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用無水乙醇分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素；
②用紙層析法分離色素；
③觀察并比較二者色素帶的寬度與顏色的深淺．
（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，該現象不能（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：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）．
（3）當NaHCO₃濃度超過5%，葉圓片不上浮，最可能的原因是NaHCO₃濃度過高，導致細胞因滲透失水過多而死亡，細胞死亡后，光合作用也隨之停止．

Answer 1

分析 1、真空滲水法的原理：排除葉肉細胞間隙中的空氣，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，積累在細胞間隙，從而使葉片上浮．
2、根據題意和圖表分析可知：NaHCO₃溶液為0時，植物不進行光合作用作用，不產生氧氣，故葉片不浮起；在一定的范圍內，隨著NaHCO₃溶液濃度的增大，產生的氧氣增多，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）依題意可知，葉圓片上浮所需時間表示光合作用強度，上浮所需時間越長，光合作用強度越弱，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．葉綠體中的色素易溶于有機溶劑--無水乙醇中，可用無水乙醇提取．葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得快，溶解度低的色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得慢，可用紙層析法將不同的色素分離．如果菠菜的葉片中色素含量較高，則色素帶較寬，且顏色較深，反之色素帶較窄，顏色較淺．
（2）在該實驗中，光合作用放出的氧氣量表示凈光合速率，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降低，而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溶液為光合作用提供CO₂，但當NaHCO₃濃度過高時，會導致細胞因滲透失水過多而死亡，細胞死亡后，光合作用也隨之停止．
故答案為：
（1）弱　   無水乙醇　   紙層析   　色素帶的寬度與顏色的深淺
（2）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）
（3）NaHCO₃濃度過高，導致細胞因滲透失水過多而死亡，細胞死亡后，光合作用也隨之停止

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