Question

1．为探究不同光质（红光、黄光）对叶片光合作用强弱的影响，根据以下提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤的基础上，完成实验步骤的设计、预测实验结果并分析．
实验材料与用具：小烧杯两只、三棱镜两个、打孔器、注射器、40w灯泡、烧杯、富含CO₂的NaHCO₃稀溶液（为光合作用提供原料）、绿叶（如菠菜叶）（要求实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O₂和CO₂在水中的溶解量忽略不计）．
（1）实验步骤：
①取生长旺盛的绿叶若干片，用直径为lcm的打孔器打出小圆形叶片20片（注意避开大的叶脉）
②将圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出．这一步骤可重复几次．
③将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用．（这样的叶片因为细胞间隙充满水，所以全都沉到水底．）
④取两只小烧杯，编号甲乙，分别向其中倒入适量等量的富含CO₂的NaHCO₃稀溶液．并分别向两只小烧杯中各放入10片小圆形叶片；⑤用40W灯泡照射，用三棱镜色散形成红光、黄光分别作用于甲乙两只小烧杯；⑥观察并记录同一时间段内小圆形叶片上浮的数量（叶片全部浮起经历的时间）．
（2）预测结果并分析：
①若单位时间内甲烧杯的小圆形叶片浮起的数量较多，乙的较少；则说明红光对叶片的光合作用的促进作用大于黄光，红光照射时产生O₂的速度较快，叶肉细胞间隙的O₂增加较快，叶片上浮的速度也就较快，相反黄光照射的烧杯叶片上浮较慢；②若单位时间内甲烧杯的小圆形叶片浮起的数量较少，乙较多，则黄光对叶片光合作用的促进作用大于红光．黄光照射时产生O₂的速度较快，叶肉细胞间隙的O₂增加较快，叶片上浮的速度也就较快，相反红光照射的烧杯叶片上浮较慢；③若单位时间内甲乙两烧杯内小圆形叶片浮起的数量一样多；则说明红、黄光对光合作用的促进作用相等．红光照射与黄光照射时产生O₂的速度、叶肉细胞间隙的O₂增加速度和叶片上浮的速度一样快．

Answer 1

分析 本题要充分利用题中所给的有效信息，材料与用具是解答本题的切入点．在此实验设计的过程中，一定要保证单一变量，其他无关变量应相同．在实验结果预测中，要利用色素的吸收光谱来解题．

解答 解：（1）根据题干实验要求“探究不同光质（红光、黄光）对叶片光合作用强弱的影响”，实验的自变量为红光和黄光，因此需要设置一组对照实验，其他无关变量（如：适量等量的富含CO₂的NaHCO₃稀溶液、各放入10片小圆形叶片、40W灯泡照射）要保持相同且适宜，实验的因变量为产生的氧气量，因此可观察并记录同一时间段内小圆形叶片上浮的数量．
（2）实验结果有三种情况：红光比黄光强、黄光比红光强、红光和黄光相等，因此可以根据这三种情况对实验现象进行分析．
故答案为：
（1）④取两只小烧杯，编号甲乙，分别向其中倒入适量等量的富含CO₂的NaHCO₃稀溶液．并分别向两只小烧杯中各放入10片小圆形叶片．
⑤用40W灯泡照射，用三棱镜色散形成红光、黄光分别作用于甲乙两只小烧杯．
⑥观察并记录同一时间段内小圆形叶片上浮的数量（叶片全部浮起经历的时间）
（2）预测结果并分析：
①若单位时间内甲烧杯的小圆形叶片浮起的数量较多，乙的较少；则说明红光对叶片的光合作用的促进作用大于黄光，红光照射时产生O₂的速度较快，叶肉细胞间隙的O₂增加较快，叶片上浮的速度也就较快，相反黄光照射的烧杯叶片上浮较慢．
②若单位时间内甲烧杯的小圆形叶片浮起的数量较少，乙较多，则黄光对叶片光合作用的促进作用大于红光．黄光照射时产生O₂的速度较快，叶肉细胞间隙的O₂增加较快，叶片上浮的速度也就较快，相反红光照射的烧杯叶片上浮较慢．
③若单位时间内甲乙两烧杯内小圆形叶片浮起的数量一样多；则说明红、黄光对光合作用的促进作用相等．红光照射与黄光照射时产生O₂的速度、叶肉细胞间隙的O₂增加速度和叶片上浮的速度一样快．

点评 本题难度适中，综合考查了探究光质对光合作用影响的实验设计的相关知识，着重考查考生的识记能力，实验探究能力，运用单因素研究光合作用的能力．