Question

【題目】請回答下列有關光合作用和呼吸作用的問題。

（1）下表為某課外小組探究影響植物光合速率的因素所做的相關實驗。據表可知，該實驗的自變量有________________________________。

容器	植物種類	部位	光質	溫度(℃)	O2增加量(mL/8小時)
1	菠菜	葉	紅	20	110
2	紫羅蘭	葉	黃	20	18
3	紫羅蘭	根	紅	20	－10
4	天竺葵	葉	紅	20	90
5	天竺葵	葉	黃	20	12

為探究黃光培養條件下天竺葵的葉綠素含量是否發生改變，提出實驗思路如下：

分別取________和黃光條件下培養的天竺葵葉片，提取其中的色素并分離，通過比較濾紙條上的_______________來判斷葉綠素含量是否發生改變。

（2）圖是從新鮮綠葉中提取的四種光合色素在濾紙上分離的情況。圖中四種色素在層析液中溶解度最小_____（填甲或乙或丙或丁），四種色素中，丙和丁主要吸收__________光。

（3）某同學將生長一致的菠菜幼苗平均分為甲、乙兩組，甲組置于陽光下培養，乙組置于黑暗中培養，其他條件適宜。一段時間后，測定麥苗的干重，發現兩組存在明顯差異。兩組麥苗中，干重較大的是____組，原因是________________________。

（4）將提取的完整線粒體和葉綠體懸浮液，分別加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的兩支大小相同的試管中，給予充足光照，都會產生氣泡，請問這兩種氣泡成分是否一樣？請解釋原因。___________________

Answer 1

【答案】植物的種類、部位、光質 自然光 (或白光） 葉綠素a和葉綠素b色素帶的寬窄（葉綠素色素帶的寬窄） 甲 藍紫 甲 甲組能進行光合作用，積累有機物；乙組不能進行光合作用，同時呼吸作用消耗有機物 不一樣 因為丙酮酸在線粒體中進行有氧呼吸，產生了CO2，而葉綠體利用CO2進行光合作用產生O2

【解析】

綠葉中色素的提取和分離實驗，提取色素時需要加入無水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸鈣（防止色素被破壞）；分離色素時采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著層析液擴散的速度不同，最后的結果是觀察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色），類胡蘿卜素吸收藍紫光，而葉綠素吸收紅光和藍紫光。

（1）據表可知，該實驗的自變量有植物的種類、部位、光質三種，因變量是氧氣的增加量。若要探究黃光培養條件下天竺葵的葉綠素含量是否發生改變，根據題目分析自變量是是否用黃光照射，檢測指標是色素含量的變化提出實驗思路如下：

分別將長勢相同的天竺葵置于黃光和自然光照射下，照射一段時間后，分別取自然光和黃光條件下培養的天竺葵葉片，提取其中的色素并分離，因為色素帶的寬窄表示色素含量的多少，故通過比較濾紙條上的葉綠素a和葉綠素b色素帶的寬窄來判斷葉綠素含量是否發生改變。

（2）根據圖中色素分布情況，可知圖中四種色素分別是，甲為葉綠素b，乙為葉綠素b，丙為葉黃素，丁為胡蘿卜素，分離色素的原理是根據色素在層析液中的溶解度的大小來分離的，通常為溶解度大的擴散的快，溶解度小的擴散得慢，據此可知在層析液中溶解度最小甲，四種色素中，丙和丁主要吸收藍紫光。

（3）根據實驗的過程甲組置于陽光下培養，乙組置于黑暗中培養，其他條件適宜。一段時間后，測定麥苗的干重可推測兩組麥苗中，干重較大的是甲組，因為甲組幼苗置于光照條件下，在進行呼吸消耗有機物的同時也能進行光合作用制造有機物，而乙組幼苗不能進行光合作用制造有機物，反而還要消耗有機物。

（4）將提取的完整線粒體加入盛有丙酮酸溶液中會進行有氧呼吸的二、三階段，產生二氧化碳；而將葉綠體懸浮液置于NaHCO3溶液中，給予充足光照，由于NaHCO3溶液能提高二氧化碳，故可進行光合作用產生氧氣。