Question

1937年，植物生理学家希尔发现，将叶绿体分离后置于试管中，假若在试管中加入适当的“氢受体”，如二氯酚吲哚酚（简称DCPIP），那么照光后便会使水分解并放出氧气，这个反应被称为“希尔反应”．反应的过程如下（注：DCPIP是一种可以接受氢的化合物，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色）．
DCPIP（蓝色）+H₂O

光、叶绿体

DCPIP-H₂（无色）+

1

2

O₂
为了验证光合作用所需的条件，现提供如下材料和用品：离体叶绿体、0.5mol/L蔗糖溶液、1%DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、试管若干、离心机．请依据“希尔反应”涉及的实验原理，完成下面的实验设计并回答下列问题：
（1）方法步骤：
第一步：将离体叶绿体置于0.5mol/L蔗糖溶液中制备成叶绿体悬浮液；
第二步：填表

方法步骤	加入试剂	处理方法
试管1	①1%DCPIP 0.5mL②叶绿体悬浮液5mL	光照
试管2
试管3

第三步：一段时间后，各试管用离心机离心5分钟．
第四步：分析，试管1中有气泡产生，该气泡中的气体是

 

，如何设计实验来验证气体中所含的气体成分？

 

．
（2）可能的实验结果及相应的结论：
观察结果：离心后三支试管内上层清液的颜色分别是

 

实验结论：光合作用的条件是

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素

专题：

分析：本实验的目的是“为验证光合作用所需的条件”，而光合作用需要的条件是：光照和叶绿体．分别进行实验的设计，为了验证光合作用的条件，变量分别是光照和叶绿体，用观察二氯酚吲哚酚是否褪色来确定光合作用是否发生．

解答： 解：（1）表中给出的试管1为对照实验（处于正常状态下），可以发生光合作用，第二组、第三组分别为缺少光照和缺少叶绿体悬浮液的实验组．试管1中有气泡产生，该气泡中的气体是氧气．用透明的玻璃罩把培养皿罩起来，把快要熄灭的火柴棒迅速深入玻璃罩内，火柴重新燃烧起来（使带火星的木条复燃），则证明该气泡中的气体是氧气．
（2）根据三支试管中加入的物质和条件可以判断试管1进行了光反应，试管2、试管3不能进行光反应．试管1由于可以进行光合作用导致二氯酚吲哚酚褪色，试管2和试管3由于不能进行光合作用，二氯酚吲哚酚不褪色，仍然显示蓝色．
故答案为：
（1）

方法步骤	加入试剂	处理方法
试管1
试管2	①1% DCPIP 0.5mL ②叶绿体悬浮液5mL	黑暗
试管3	①1% DCPIP 0.5mL ②0.5mol/L蔗糖溶液5mL	光照

氧气       用透明的玻璃罩把培养皿罩起来，把快要熄灭的火柴棒迅速深入玻璃罩内，火柴重新燃烧起来（使带火星的木条复燃）
（2）试管一：无色；试管二：蓝色；试管三：蓝色       光、叶绿体

点评：本题主要是验证光合作用所需的条件，意在考查实验设计、分析实验的能力．实验设计的原则是单一变量的原则和对照性原则，变量的设置根据实验的目的进行设计，本实验是验证性的实验，实验的结论是唯一的．