Question

8．根據(jù)下列信息分析回答：
Ⅰ將小球藻細(xì)胞打碎，離心獲得可以進(jìn)行光合作用的離體葉綠體，進(jìn)行如下圖所示的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)分析回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)A中離體的葉綠體能合成糖類，碳酸氫鈉所起的作用是提供二氧化碳．若要使該實(shí)驗(yàn)中沒有糖類產(chǎn)生，燒杯中液體應(yīng)改為NaOH（堿液）．
（2）若要使實(shí)驗(yàn)B中離體葉綠體內(nèi)的糖類合成速度明顯加快，在光照和CO₂條件不變且適宜的情況下，可考慮采用適當(dāng)提高溫度的方法．
（3）若要使實(shí)驗(yàn)C中離體葉綠體產(chǎn)生糖類，錐形瓶?jī)?nèi)應(yīng)加入【H】、ATP．
（4）科學(xué)家魯賓和卡門以小球藻為實(shí)驗(yàn)材料，用¹⁸O分別標(biāo)記H₂O和CO₂，最終證明光合作用釋放的O₂來自于H₂O；科學(xué)家卡爾文用¹⁴C標(biāo)記CO₂供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了卡爾文循環(huán)途徑．以上科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中都使用了同位素標(biāo)記的方法技術(shù)．
Ⅱ?yàn)榱蓑?yàn)證光質(zhì)（紅光、黃光、綠光）對(duì)葉片光合作用的影響，請(qǐng)用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，在給出的實(shí)驗(yàn)步驟的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析．
實(shí)驗(yàn)材料與用具：小燒杯三只、打孔器、注射器、紅黃綠40W燈泡各一只、燒杯、富含C0₂的NaHC0₃稀溶液、菠菜葉．
（一）實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）取生長(zhǎng)旺盛的綠葉，用直徑為1cm的打孔器打出小圓形葉片30片（避開大的葉脈）
（2）將圓形葉片置于注射器內(nèi)，并讓注射器吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動(dòng)活塞，重復(fù)幾次．
（3）將處理過后的小圓形葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用，此時(shí)葉片將全都沉到水底，這是因?yàn)槿~片細(xì)胞間隙氣體逸出，內(nèi)部充滿了水．
（4）取甲、乙、丙三只小燒杯，分別倒入20mL富含C0₂的NaHCO₃稀溶液和lO片小圓形葉片．
（5）分別用紅黃綠40W燈泡，相同距離分別作用于三只小燒杯．
（6）在其他條件相同且適宜的條件下，光照一段時(shí)間．
（7）觀察并記錄同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量．
（二）結(jié)果預(yù)測(cè)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多，綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少．

Answer 1

分析 Ⅰ、光合作用反應(yīng)式：CO₂ +H₂O$→_{葉綠體}^{光}$CH₂O）+O₂，光合作用條件（有光）、場(chǎng)所（葉綠體）、產(chǎn)物（淀粉、氧氣），所以裝置A密閉的玻璃罩離體的葉綠體能進(jìn)行光合作用；裝置B條件下也能進(jìn)行光合作用；裝置C沒有光，不能進(jìn)行光合作用．
Ⅱ、本實(shí)驗(yàn)的自變量為光質(zhì)，觀察因變量為同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量，因此在補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)時(shí)利用對(duì)照實(shí)驗(yàn)的單一變量原則，其它無關(guān)變量要保持相同且適宜，如：光照強(qiáng)度、NaHCO₃稀溶液的量、以及小圓形葉片的數(shù)量等．
本實(shí)驗(yàn)還涉及了色素的吸收光譜，考生要識(shí)記色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光吸收最少．

解答 解：Ⅰ（1）實(shí)驗(yàn)A中離體的葉綠體能合成糖類，碳酸氫鈉化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，持續(xù)釋放二氧化碳． 燒杯中液體應(yīng)改為氫氧化鈉會(huì)吸收裝置A的二氧化碳，限制光合作用的進(jìn)行．
（2）在光照和C0₂條件不變且適宜的情況下影響光合作用的因素是溫度，適當(dāng)提高溫度提高了酶活性，加快光合作用速率．
（3）光主要影響光合作用的光反應(yīng)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H]，所以只要給予ATP和[H]，C₃的還原就可以進(jìn)行，產(chǎn)生糖類．
（4）魯賓和卡門以小球藻為實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)中都使用了同位素標(biāo)記法．
Ⅱ（一）（3）通過步驟②的操作，已將葉片細(xì)胞間隙氣體逸出，內(nèi)部充滿了水，因此此時(shí)葉片將全都沉到水底．
（4）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，要遵循單一變量原則，即光質(zhì)不同，其它如：葉圓片的數(shù)量、NaHCO₃稀溶液的量、燈泡的功率和距離等均屬于無關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜．
（5）由于不同光質(zhì)導(dǎo)致光合速率有所區(qū)別，因此實(shí)驗(yàn)的因變量就是產(chǎn)生的氧氣的多少，所以觀察并記錄的指標(biāo)是同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量（或上浮相同數(shù)量圓葉片所需時(shí)間）．
（二）在結(jié)果預(yù)測(cè)時(shí)，根據(jù)色素的吸收光譜，色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光吸收最少，因此單位時(shí)間內(nèi)紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多，綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少．
故答案為：
Ⅰ（1）提供二氧化碳     NaOH（堿液）
（2）適當(dāng)提高溫度
（3）【H】、ATP     
（4）同位素標(biāo)記的方法
Ⅱ（一）（3）葉片細(xì)胞間隙氣體逸出，內(nèi)部充滿了水
（4）分別倒入20mL富含C0₂的NaHCO₃稀溶液和lO片小圓形葉片
（5）分別用紅黃綠40W燈泡，相同距離分別作用于三只小燒杯
（二）結(jié)果預(yù)測(cè)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多，綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究影響光合作用的環(huán)境因素的對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)以及色素的吸收光譜等方面的知識(shí)，對(duì)考生的要求較高，意在考查考生的識(shí)記能力、綜合運(yùn)用能力以及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力，具有一定的難度．