Question

某实验小组将菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片（面积和质量相同）装入含蒸馏水的注射器中，排出叶片内的气体，使叶圆片下沉。然后将叶圆片分别放入不同浓度的NaHCO₃溶液中进行实验（NaHCO₃溶液为光合作用提供原料，且浓度变化对溶液pH的影响忽略不计，其他实验条件相同），观察第1片叶圆片上浮所需时间，结果如图所示。回答下列问题。

（1）当NaHCO₃溶液浓度为1%~4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，直接原因可能是____________。有人推测幼叶与成熟叶的这种差异可能是叶片中光合色素的含量不同，为寻求证据，可以用________________分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素，再用___________法分离色素，观察并比较二者色素带的宽度及颜色深浅。

（2）在0%的NaHCO₃溶液中，叶圆片直至实验结束仍未上浮，其原因可能是 ___________。当浓度超过5%，叶圆片也不上浮，最可能的原因是__________________________________。

（3）当NaHCO₃溶液浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象不能表明提高后的温度已超过植物实际光合作用的最适温度，理由是_______________________。

Answer

幼叶的光合作用能力比成熟叶弱 无水乙醇 纸层析 缺乏NaHCO3提供CO2，光合作用的暗反应阶段无法进行 溶液浓度过大，导致细胞渗透失水过多而死亡 叶圆片上浮时间延长，只能表明净光合作用速率降低

【解析】

（1）真空渗水法的原理：排除叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中。植物吸收CO2，释放出的O2溶解度小，积累在细胞间隙，从而使叶片上浮。

（2）根据题意和图表分析可知：NaHCO3溶液为0时，叶片不浮起，说明叶肉细胞不释放氧气；在一定的范围内，随着NaHCO3溶液浓度的增大，释放的氧气增多，叶片浮起所需的时间减少；超过一定的范围，NaHCO3溶液浓度过大，叶圆片不上浮。

（1）当NaHC03溶液浓度为1%～4% a时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，说明释放的O2少，表明幼叶的光合作用能力比成熟叶弱。由于色素不溶于水，能溶于有机溶剂，所以可以用无水乙醇分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素，再用纸层析法分离色素，观察并比较二者色素带的宽度及颜色深浅。

（2）NaHCO3溶液为光合作用提供的原料是二氧化碳，所以缺乏NaHCO3直接影响光合作用的暗反应阶段。当浓度超过5%，叶圆片也不上浮，最可能的原因是浓度过大，导致细胞渗透失水过多而死亡。

（3）当NaHCO3浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，只能表明净光合作用速率降低，不能表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度。