Question

【題目】英國科學家培根說過：“經(jīng)由正當研究方法的過程才能得到科學的結(jié)論”．科學探究方法是人們獲取科學知識，認識世界的重要途徑．下面是某校生物興趣小組同學，學習了“生物圈中的綠色植物”后，回味科學家的探究方法，學習科學家的探索精神，體驗科學探索歷程而進行的有關(guān)植物光合作用的實驗，請你認真分析后回答下列問題．
探索一：植物靠什么長大？
17世紀，比例時科學家海爾蒙特猜測植物生長重要的營養(yǎng)是從土壤中獲得的．為此他做了柳樹苗生長實驗，如圖1所示：

探索二：植物能否凈化空氣？
18世紀，英國科學家普羅斯特勒用一株綠色植物和一只小白鼠做了一個有趣的實驗，如圖2所示：
（1）分析探索一可知，海爾蒙特的實驗證明，植物生長所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)不可能來自土壤，而是來自于 ．
（2）分析探索二可知，普羅斯特勒的實驗證明，綠色植物在光下能夠 ． 普羅斯特勒有一次晚上做了同樣的實驗，結(jié)果小白鼠死，分析其原因是植物在夜晚 ．
（3）探索三：植物在怎樣的條件下進行光合作用？
該興趣小組同學選擇了一種盆栽斑葉植物作為實驗材料，該植物的綠色部分和非綠色部分（無葉綠體）界限清晰，實驗裝置如圖3所示：
實驗步驟：
步驟一：按圖3中甲所示安裝好實驗裝置，并將裝置置于光下．
步驟二：6小時后將葉片A，B同時摘下，用圖3中乙所示操作進行處理，觀察現(xiàn)象．
實驗現(xiàn)象：A，B兩葉片的綠色部分變藍，非綠色部分不變藍．
①從實驗裝置看，圖甲所示裝置可探究的兩個變量是 ．
②從實驗結(jié)果分析，A葉片非綠色部分不變藍，其原因是 ， B葉片綠色部分變藍，其原因是實驗前葉片內(nèi)存有的緣故．
③實驗現(xiàn)象表明，該實驗失�。�于是小組同學認真分析實驗過程，查找失敗的原因，在小組討論會上，小明同學發(fā)言說，要使實驗?zāi)苓_到預期的目的，實驗之前應(yīng)該首先對植物進行處理．

Answer 1

【答案】
（1）空氣中吸收二氧化碳
（2）進行光合作用；光是光合作用的必要條件，黑暗中植物不能產(chǎn)生氧氣，故小白鼠死亡
（3）葉綠體和二氧化碳；沒有葉綠體；淀粉；在實驗前，將實驗裝置在黑暗處放置一晝夜
【解析】解：（1）由圖1可知，赫爾蒙特的實驗證明植物生長所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)不可能來自土壤而是來自于雨水，因為他控制的變量只是澆雨水．通過上面的幾個數(shù)據(jù)對比，可以看出柳樹增重的80千克，而土壤只減少了90克，說明植物在生長的過程中吸收了土壤中的無機鹽，增重的80000﹣90═79910克來自于空氣中的其他成分（水和二氧化碳，其中水只是部分被植物吸收進行了光合作用，其余的大部分都用于了蒸騰作用）．（2）由圖2可知，第一組實驗將小白鼠和燃燒的蠟燭同時放在密封的鐘罩內(nèi)，由于小白鼠呼吸需要消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳．蠟燭燃燒也是消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳．很快，鐘罩內(nèi)的氧氣就被消耗殆盡，小白鼠因缺氧無法呼吸而窒息死亡，蠟燭也因缺氧無法燃燒而熄滅；第二組實驗將小白鼠和新鮮的薄荷枝同時放在密封的鐘罩內(nèi)，如果放在光下，因植物在光下進行光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣，供給小白鼠呼吸，小白鼠呼吸作用釋放二氧化碳，供給植物進行光合作用．但如果是在晚上或是黑暗處做此實驗，由于植物在黑暗處不能進行光合作用，但呼吸作用卻極強，植物和小白鼠就會因爭奪氧氣呼吸而都無法存活．此實驗證明了光是光合作用的條件；植物能通過光合作用凈化空氣．（3）①由圖3可知，本題的選材是斑葉植物，告訴我們材料的本身存在對照組，就是有葉綠體部分和無葉綠體部分，惟一變量就是葉綠體，該對照組是探究植物的光合作用的必要條件是葉綠體；從實驗裝置可以看出A葉片與B葉片所處的環(huán)境不同，A葉片在空氣中有二氧化碳，而B葉片在塑料袋內(nèi)，由于有固體氫氧化鈉的存在，吸收袋內(nèi)的二氧化碳，故B葉片處的環(huán)境中無二氧化碳，惟一變量是二氧化碳，由二氧化碳是進行光合作用的原料，故對照實驗是探究植物進行光合作用需要二氧化碳，因此對照組應(yīng)該是A葉片的與B葉片的綠色部分．②葉片A非綠處沒有葉綠體，無法進行光合作用，沒有淀粉產(chǎn)生，所以滴加碘液不變藍，按理B葉片的綠色部分應(yīng)該沒有淀粉產(chǎn)生，而實驗中B葉片有淀粉產(chǎn)生，說明實驗步驟中可能存在問題．通過分析實驗步驟，實驗時是將裝置直接放在陽光下進行實驗的，由于B葉片在裝入塑料袋前已經(jīng)進行光合作用，制造了有機物淀粉，所以原來制造的淀粉仍然能使碘液變藍，使實驗結(jié)果不明顯出現(xiàn)錯誤．③要排除B葉片內(nèi)原有淀粉的干擾，可以在實驗前將實驗裝置放到黑暗處一晝夜，目的是在黑暗的環(huán)境里，植物不能進行光合作用，只進行呼吸作用，把原有的淀粉消耗盡，這樣就不能干擾實驗了．
所以答案是：（1）空氣中吸收二氧化碳；（2）進行光合作用；光是光合作用的必要條件，黑暗中植物不能產(chǎn)生氧氣，故小白鼠死亡（3）①葉綠體和二氧化碳；②沒有葉綠體；淀粉；③在實驗前，將實驗裝置在黑暗處放置一晝夜．