题目内容

8.根据下列信息分析回答:
Ⅰ将小球藻细胞打碎,离心获得可以进行光合作用的离体叶绿体,进行如下图所示的实验.请分析回答下列问题:

(1)实验A中离体的叶绿体能合成糖类,碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳.若要使该实验中没有糖类产生,烧杯中液体应改为NaOH(碱液).
(2)若要使实验B中离体叶绿体内的糖类合成速度明显加快,在光照和CO2条件不变且适宜的情况下,可考虑采用适当提高温度的方法.
(3)若要使实验C中离体叶绿体产生糖类,锥形瓶内应加入【H】、ATP.
(4)科学家鲁宾和卡门以小球藻为实验材料,用18O分别标记H2O和CO2,最终证明光合作用释放的O2来自于H2O;科学家卡尔文用14C标记CO2供小球藻进行光合作用,探明了卡尔文循环途径.以上科学家在实验中都使用了同位素标记的方法技术.
Ⅱ为了验证光质(红光、黄光、绿光)对叶片光合作用的影响,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对预测结果进行分析.
实验材料与用具:小烧杯三只、打孔器、注射器、红黄绿40W灯泡各一只、烧杯、富含C02的NaHC03稀溶液、菠菜叶.
(一)实验步骤:
(1)取生长旺盛的绿叶,用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片(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,重复几次.
(3)将处理过后的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用,此时叶片将全都沉到水底,这是因为叶片细胞间隙气体逸出,内部充满了水.
(4)取甲、乙、丙三只小烧杯,分别倒入20mL富含C02的NaHCO3稀溶液和lO片小圆形叶片.
(5)分别用红黄绿40W灯泡,相同距离分别作用于三只小烧杯.
(6)在其他条件相同且适宜的条件下,光照一段时间.
(7)观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量.
(二)结果预测:单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最多,绿光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最少.

分析 Ⅰ、光合作用反应式:CO2 +H2O$→_{叶绿体}^{光}$CH2O)+O2,光合作用条件(有光)、场所(叶绿体)、产物(淀粉、氧气),所以装置A密闭的玻璃罩离体的叶绿体能进行光合作用;装置B条件下也能进行光合作用;装置C没有光,不能进行光合作用.
Ⅱ、本实验的自变量为光质,观察因变量为同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量,因此在补充实验时利用对照实验的单一变量原则,其它无关变量要保持相同且适宜,如:光照强度、NaHCO3稀溶液的量、以及小圆形叶片的数量等.
本实验还涉及了色素的吸收光谱,考生要识记色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少.

解答 解:Ⅰ(1)实验A中离体的叶绿体能合成糖类,碳酸氢钠化学性质不稳定,持续释放二氧化碳. 烧杯中液体应改为氢氧化钠会吸收装置A的二氧化碳,限制光合作用的进行.
(2)在光照和C02条件不变且适宜的情况下影响光合作用的因素是温度,适当提高温度提高了酶活性,加快光合作用速率.
(3)光主要影响光合作用的光反应,光反应为暗反应提供ATP和[H],所以只要给予ATP和[H],C3的还原就可以进行,产生糖类.
(4)鲁宾和卡门以小球藻为实验材料的实验中都使用了同位素标记法.
Ⅱ(一)(3)通过步骤②的操作,已将叶片细胞间隙气体逸出,内部充满了水,因此此时叶片将全都沉到水底.
(4)在进行实验操作时,要遵循单一变量原则,即光质不同,其它如:叶圆片的数量、NaHCO3稀溶液的量、灯泡的功率和距离等均属于无关变量,应保持相同且适宜.
(5)由于不同光质导致光合速率有所区别,因此实验的因变量就是产生的氧气的多少,所以观察并记录的指标是同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量(或上浮相同数量圆叶片所需时间).
(二)在结果预测时,根据色素的吸收光谱,色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少,因此单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最多,绿光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最少.
故答案为:
Ⅰ(1)提供二氧化碳     NaOH(碱液)
(2)适当提高温度
(3)【H】、ATP     
(4)同位素标记的方法
Ⅱ(一)(3)叶片细胞间隙气体逸出,内部充满了水
(4)分别倒入20mL富含C02的NaHCO3稀溶液和lO片小圆形叶片
(5)分别用红黄绿40W灯泡,相同距离分别作用于三只小烧杯
(二)结果预测:单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最多,绿光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最少

点评 本题考查了探究影响光合作用的环境因素的对照实验的设计以及色素的吸收光谱等方面的知识,对考生的要求较高,意在考查考生的识记能力、综合运用能力以及实验的设计能力,具有一定的难度.

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