Question

【題目】某實驗小組將菠菜幼葉和成熟葉的葉圓片（面積和質量相同），裝入含蒸餾水的注射器中，排出葉片內的氣體，使葉圓片下沉。然后將葉圓片分別放入不同濃度的NaHCO3溶液中進行實驗（注：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，其他實驗條件相同），觀察第1片葉圓片上浮所需時間（min），結果如圖，請分析回答：

（1）當NaHCO3溶液的濃度為1%～4%時，相同濃度下，幼葉上浮時間均比成熟葉長，可能是由于幼葉的光合作用能力比成熟葉_____（填“強”或“弱”）。有人推測幼葉與成熟葉光合作用能力的差異可能是葉片中光合色素的含量不同所致。為尋求證據，可以用____________________分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素，再用__________法分離色素，觀察并比較濾紙條上色素帶的寬度及顏色深淺。

（2）在NaHCO3濃度為0%的溶液中，葉圓片直至實驗結束仍未上浮，其原因是缺乏NaHCO3，直接影響光合作用的_____階段。當濃度超過5%，葉圓片也不上浮，最可能的原因是濃度過大，導致_____。

（3）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，該現象不能說明提高后的溫度已經超過總光合作用的最適溫度，請說明理由__________________________

Answer 1

【答案】（11分，除注明外，每空2分）

（1）弱 （1分） 無水乙醇 紙層析

（2）暗反應 細胞因滲透失水過多而死亡（其他合理答案也可）

（3）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）

【解析】試題分析：

（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。葉綠體中的色素易溶于有機溶劑無水乙醇中，因此可用無水乙醇提取。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，因而可用紙層析法將不同的色素分離。

（2）已知NaHC03溶液為光合作用提供C02原料，在NaHCO3濃度為0%的溶液中，因缺乏C02，光合作用的暗反應階段不能進行，進而導致光合作用不能進行。當NaHCO3濃度過高，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。

（3）依題意可知，本實驗的原理是：取葉圓片用真空滲入法，排除葉內細胞間隙的空氣，充以水分使葉片下沉。植物照光后，由于光合作用放出的氧氣在水中的溶解度很小，而積累于細胞間隙，葉圓片即由下沉轉為上浮。根據上浮所需時間，即能比較光合作用的強弱。在該實驗中，光合作用放出的氧氣量表示的是凈光合速率，凈光合速率＝總光合作用速率－呼吸作用速率。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。