Question

【题目】某实验小组利用菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片在相同的条件下进行实验，结果如下图，据图回答：

（1）当NaHCO3溶液浓度为1%4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，表明幼叶的光合作用能力比成熟叶__________ （填“强”或“弱”）。

有人推测幼叶与成熟叶光合作用能力差异可能是叶片中光合色素的含量不同，为了证明这种推测，某同学设计了以下实验：

①用_________分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素；

②用________法分离色素；

③观察并比较二者_________________。

（2）当NaHCO3浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象_________（填“能”或“不能”）表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度，请说明理由：_________________________。

（3）当NaHC03浓度超过5%，叶圆片不上浮，最可能的原因______________________。

Answer 1

【答案】弱 无水乙醇 纸层析 色素带的宽度与颜色的深浅 不能 叶圆片上浮时间延长，只能表明净光合速率低（或只能表明总光合作用与呼吸作用的差值降低） NaHC03浓度过高，导致细胞渗透失水过多而死亡，细胞死亡后，光合作用也随之停止

【解析】

试题依题意和反映实验结果的柱形图可知，本实验的目的是用真空渗水法验证二氧化碳浓度对光合作用的影响，自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，因变量是根据叶圆片上浮所需时间来推测光合作用的速率，而叶圆片的沉浮于取决于光合作用和呼吸作用导致的气体是否在细胞间积累，即表示净光合速率。NaHCO3溶液可为光合作用提供CO２，但NaHCO3溶液过高又会导致细胞失水甚至引起细胞死亡。据此围绕“绿叶中色素的提取和分离、影响光合作用的因素”等相关知识对相关问题进行解答。

(1) 依题意和图示分析可知：本实验是根据叶圆片上浮所需时间来推测光合作用的速率，上浮所需时间越短，光合速率越大，而NaHCO3溶液可为叶片的光合作用提供CO2。当NaHCO3溶液浓度为1%4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，表明幼叶的光合作用能力比成熟叶弱。

①绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此可用无水乙醇分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素。

②分离色素的原理是绿叶中的四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同色素分子可以在滤纸上通过扩散而分开。可见，分离色素，可用纸层析法。

③绿叶中色素含量较高，则色素带较宽、颜色较深，反之则色素带较窄、颜色较浅。若证明幼叶与成熟叶光合作用能力差异可能是叶片中光合色素的含量不同导致的，可观察并比较二者色素带的宽度与颜色的深浅。

(2)叶圆片的沉浮于取决于光合作用和呼吸作用导致的气体是否在细胞间积累，即表示净光合速率，而净光合速率＝总光合速率－呼吸速率。当NaHCO3浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象只能表明净光合速率低（或只能表明总光合作用与呼吸作用的差值降低），而说明不能表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度。

(3)NaHCO3溶液可为叶片的光合作用提供CO2。 当NaHC03浓度超过5%时，因NaHC03浓度过高，导致细胞渗透失水过多而死亡，细胞死亡后，光合作用也随之停止，所以叶圆片不上浮。