Question

4．植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿，依据叶色变化推测可能是缺少类胡萝卜素．为研究叶色暗绿是否是因缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致，请根据以下提供的实验材料与用具，完善实验思路，预测实验结果并进行分析．
材料与用具：长的幼苗、烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、丙酮、石英砂、CaCO₃、95%的乙醇、层析液等．
（1）实验思路：
①取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、同一品种且长势相近，苗龄相同的黄瓜幼苗．
②A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量缺磷的不完全培养液，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜苗叶片出现颜色差异为止．
③分别从A、B两组中选取等量叶片，用无水乙醇提取叶片色素，用纸层析法分离色素，观察比较A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅．
预测实验结果与结论：
①A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致．
②A组比B组类胡萝卜素色带宽度大、颜色深（或B组缺少类胡萝卜素色带），说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致．
分析与讨论：
①提取叶片色素时要加入碳酸钙，防止色素被破坏，提取的色素中除了类胡萝卜素外还有叶绿素类色素．

Answer 1

分析 实验的设计一定要有对照实验，才能说明问题，所以在设计时要设计对照实验．在设计实验的时候，要注意单一变量的原则，也就是要排除无关因素对实验结果造成的影响，比如植物的长势、温度等一些无关条件．

解答 解：（1）①由于黄瓜幼苗是无关变量，所以要选择同一品种且长势相近，苗龄相同的植株．
②设计对照实验中单一变量的原则，就是两烧杯中分别加入完全培养液、缺磷的不完全培养液．
③也要注意无关变量的原则，选取叶片时，要选取等量的叶片，由于色素易溶于有机溶剂，所以提取时用无水乙醇提取，方法是纸层析法，比较两者的色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅．
结果的预测：
①A、B两组类胡萝卜素色带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致．
②A组比B组类胡萝卜素色带宽度大、颜色深（或B组缺少类胡萝卜素色带），说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致．
分析与讨论：
①提取叶片色素时要加入碳酸钙，防止色素被破坏，提取的色素中除了类胡萝卜素外，还有叶绿素类色素，包括叶绿素a和叶绿素b．
故答案为：
（1）同一品种且长势相近，苗龄相同
完全培养液   缺磷的不完全培养液
选取等量叶片    无水乙醇     纸层析     A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅．
（2）A组比B组类胡萝卜素色带宽度大、颜色深（或B组缺少类胡萝卜素色带），说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致
（3）碳酸钙   叶绿素

点评 本题的知识点是磷元素的作用，色素的提取和分离，关键是课本的知识点一个灵活运用：比如实验设计要遵循的是单一变量和对照性原则，在具体的题目中要灵活运用