Question

以下是某生物興趣小組進(jìn)行的光合作用實驗．
利用打孔器對爬山虎和石榴的幼嫩葉片打孔，獲取一批直徑為了0.8cm的葉圓片．設(shè)法使葉圓片內(nèi)細(xì)胞間隙中的氣體排出、葉圓片沉到蒸餾水中，置于黑暗中待用．取4支試管，按下表中“處理”的步驟操作，之后將4支試管同時置于60W的白熾燈下，各試管與白熾燈的距離均為20cm，觀察葉圓片上浮的情況．實驗結(jié)果如下：

試管		1號	2號	3號	4號
處理	溶液（10mL）	蒸餾水	1% NaHCO3	蒸餾水	1% NaHCO3
	植物種類	爬山虎	爬山虎	石榴	石榴
	葉圓片數(shù)（沉入水底）	4	4	4	4
結(jié)果	第1片葉圓片上浮時間	/	第78分鐘	/	第100分鐘
	第4片葉圓片上浮時間	/	第140分鐘	/	第211分鐘
	實驗結(jié)束時沉沒水底的葉圓片數(shù)	4	0	4	0

請分析回答下列問題：
（1）試解釋2號和4號試管中的葉圓片上浮的原因：

 

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（2）試解釋1號和3號試管中的葉圓片到實驗結(jié)束時仍沉沒水底的原因：

 

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（3）為什么不同植物的葉圓片在相同條件下上浮所需的時間不同？有的同學(xué)認(rèn)為是由于不同植物的光合作用速率不同，針對上述問題應(yīng)如何展開進(jìn)一步的探究？請簡要說明實驗原理及實驗思路．
實驗原理：

 

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實驗思路：

 

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Answer 1

考點：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,細(xì)胞呼吸的過程和意義

專題：

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�。�
（2）根據(jù)題意和圖表分析可知：1和3號試管由于沒有光合作用的原料二氧化碳，植物不進(jìn)行光合作用作用，不產(chǎn)生氧氣，故葉片不浮起；2和4號試管植物能夠進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生氧氣，故葉片可以浮起．

解答： 解：（1）該興趣小組的實驗方法稱真空滲水法，2號和4號試管中的葉圓片上浮的原因是在適宜條件下葉圓片進(jìn)行光合作用，釋放的O₂多于有氧呼吸消耗的O₂，葉細(xì)胞間隙中的O₂增加，使葉圓片浮力增大．
（2）由于光合作用需要二氧化碳作為原料，而1號和3號試管中的葉圓片到實驗結(jié)束時仍沉沒水底的原因蒸餾水中缺乏CO₂和O₂，葉圓片不能進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不變．
（3）由于不同植物的光合作用速率不同，不同植物的葉圓片在相同條件下上浮所需的時間不同．
實驗原理：不同植物的光合作用速率不同，光合作用速率可以用植物C0₂的吸收速率（或0₂釋放速率）表示．
實驗思路：取相同重量、相同生長狀況的爬山虎和石榴的新鮮葉片，置于密閉的透明玻璃容器中，在相同適宜光照、溫度等條件下測定其各自的CO₂吸收速率（或者0₂釋放速率），并進(jìn)行比較．
故答案為：
（1）在適宜條件下葉圓片進(jìn)行光合作用，釋放的0₂多于有氧呼吸消耗的0₂，葉細(xì)胞間隙中的0₂增加，使葉圓片浮力增大
（2）蒸餾水中缺乏CO₂和0₂，葉圓片不能進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不變
（3）實驗原理：不同植物的光合作用速率不同，光合作用速率可以用植物C0₂的吸收速率（或0₂釋放速率）表示
實驗思路：取相同重量、相同生長狀況的爬山虎和石榴的新鮮葉片，置于密閉的透明玻璃容器中，在相同適宜光照、溫度等條件下測定其各自的CO₂吸收速率（或者0₂釋放速率），并進(jìn)行比較

點評：本題間接考查了光合作用強(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．