Question

18．银边天竺葵的叶片边缘不含叶绿体，为白色；叶片内侧含有叶绿体，为绿色．它是研究影响植物光合作用因素的理想材料．
（1）若用其证明叶绿体是光合作用的场所，只需要将该植物放在适宜的条件下，用每一片叶的叶片边缘和叶片内侧进行对照即可证明．
（2）若用其证明光照是光合作用的条件之一，某科技小组设计了两种实验方案：
①选取6片叶片，其中3片进行遮光处理，另外3片进行曝光处理；
②选取6片叶片，每片叶片都是一半进行遮光处理，另外一半进行曝光处理．方案②更加合理准确，原因是更能排除无关变量的干扰．
（3）若用其证明CO₂是光合作用的条件之一，某同学在同一植株上选取了两片生长状况良好的叶片，将其中一片放在盛放有NaOH溶液的锥形瓶中，将另外一片放在盛放有NaHCO₃溶液的锥形瓶中，并分别进行密封处理．光照1h后，发现两片叶片中都有淀粉，最可能的原因是没有进行黑暗（或饥饿）处理．
（4）研究人员将天竺葵幼苗的叶片放在特定的实验装置中，研究其在不同条件下的光合作用和细胞呼吸．实验结果如下表所示．

	黑暗时O2吸收量/h	5klx光照O2释放量/h	20klx光照O2释放量/h
20℃	1.5mg	2.5mg	5mg
10℃	0.5ng	3.5mg	5.5mg

①相同时间内，该叶片在20℃、5klx光照下固定的CO₂量比10℃、5klx光照下固定的CO₂量相同（填“多”、“少”或“相同”）．
②如果将该叶片先在10℃、5klx的条件下放置1h，然后置于20℃黑暗条件下4h，要使此叶的干物质量与黑暗处理前一样，则需要再在20klx、20℃条件下光照1h．

Answer 1

分析 题中提出：“银边天竺葵的叶片边缘不含叶绿体，为白色；叶片内侧含有叶绿体，为绿色”，可见叶片边缘不能进行光合作用，而叶片内侧可以进行光合作用．并且在做对照实验时，需遵循单一变量原则和对照原则．
表格中的，黑暗时O₂吸收量∕h表示的是呼吸速率，而光照下O₂释放量表示净光合速率，在计算时注意公式的运用，即总光合速率=净光合速率+呼吸速率．

解答 解：（1）根据题意可知，银边天竺葵的叶片边缘不含叶绿体，不能进行光合作用；叶片内侧含有叶绿体，可以进行光合作用，因此若用其证明叶绿体是光合作用的场所，只需要将该植物放在适宜的条件下，用每一片叶的叶片边缘和叶片内侧 进行对照即可证明．
（2）要证明光照是光合作用的条件之一，则实验的自变量为是否有光照，而其他无关变量应保持相同且适宜．方案一分别用三片叶片进行对照，但是不同叶片的生理状况可能有所区别，所得的实验结构可能不准确，因此采用方案二每片叶片都是一半进行遮光处理，另外一半进行曝光处理更加合理准确，更能排除无关变量的干扰．
（3）由于二氧化碳参与光合作用产生淀粉等有机物，因此若用其证明CO₂是光合作用的条件之一时，首先进行暗黑处理，以消耗叶片中原有的有机物．
（4）①表格中黑暗时氧气的释放量表示呼吸速率，光照是氧气的释放量表示净光合速率．该叶片在20℃、5klx光照下的固定CO₂的速率即为总光合速率=净光合速率+呼吸速率=2.5+1.5=4mg，10℃、5klx光照下固定CO₂的速率=3.5+0.5=4mg．
②该叶片在10℃、5klx的条件下放置1h，其净光合作用量为3.5mg，而在20℃黑暗条件下4h要消耗氧气量=1.5×4=6mg，此时叶片重量减少2.5mg，因此要使此叶片的干物质量与黑暗处理前一样，则需要再在20klx、20℃条件下光照1h．
故答案为：
（1）叶片边缘和叶片内侧
（2）②更能排除无关变量的干扰（或对同一叶片进行遮光和曝光处理更合理）
（3）没有进行黑暗（或饥饿）处理
（4）①相同   ②1

点评 题难度适中，属于考纲中理解、应用层次的要求，考查了与光合作用有关的探究实验以及影响光合作用的呼吸作用的环境因素等知识，在设置对照实验时要遵循单一变量和对照性原则，并且运用总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和．