Question

请回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题。

（1）下表为某课外小组探究影响植物光合速率的因素所做的相关实验。据表可知，该实验的自变量有________________________________。

容器	植物种类	部位	光质	温度(℃)	O2增加量(mL/8小时)
1	菠菜	叶	红	20	110
2	紫罗兰	叶	黄	20	18
3	紫罗兰	根	红	20	－10
4	天竺葵	叶	红	20	90
5	天竺葵	叶	黄	20	12

为探究黄光培养条件下天竺葵的叶绿素含量是否发生改变，提出实验思路如下：

分别取________和黄光条件下培养的天竺葵叶片，提取其中的色素并分离，通过比较滤纸条上的_______________来判断叶绿素含量是否发生改变。

（2）图是从新鲜绿叶中提取的四种光合色素在滤纸上分离的情况。图中四种色素在层析液中溶解度最小_____（填甲或乙或丙或丁），四种色素中，丙和丁主要吸收__________光。

（3）某同学将生长一致的菠菜幼苗平均分为甲、乙两组，甲组置于阳光下培养，乙组置于黑暗中培养，其他条件适宜。一段时间后，测定麦苗的干重，发现两组存在明显差异。两组麦苗中，干重较大的是____组，原因是________________________。

（4）将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液，分别加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO₃溶液的两支大小相同的试管中，给予充足光照，都会产生气泡，请问这两种气泡成分是否一样？请解释原因。___________________

Answer

植物的种类、部位、光质 自然光 (或白光） 叶绿素a和叶绿素b色素带的宽窄（叶绿素色素带的宽窄） 甲 蓝紫 甲 甲组能进行光合作用，积累有机物；乙组不能进行光合作用，同时呼吸作用消耗有机物 不一样 因为丙酮酸在线粒体中进行有氧呼吸，产生了CO2，而叶绿体利用CO2进行光合作用产生O2

【解析】

绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），类胡萝卜素吸收蓝紫光，而叶绿素吸收红光和蓝紫光。

（1）据表可知，该实验的自变量有植物的种类、部位、光质三种，因变量是氧气的增加量。若要探究黄光培养条件下天竺葵的叶绿素含量是否发生改变，根据题目分析自变量是是否用黄光照射，检测指标是色素含量的变化提出实验思路如下：

分别将长势相同的天竺葵置于黄光和自然光照射下，照射一段时间后，分别取自然光和黄光条件下培养的天竺葵叶片，提取其中的色素并分离，因为色素带的宽窄表示色素含量的多少，故通过比较滤纸条上的叶绿素a和叶绿素b色素带的宽窄来判断叶绿素含量是否发生改变。

（2）根据图中色素分布情况，可知图中四种色素分别是，甲为叶绿素b，乙为叶绿素b，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素，分离色素的原理是根据色素在层析液中的溶解度的大小来分离的，通常为溶解度大的扩散的快，溶解度小的扩散得慢，据此可知在层析液中溶解度最小甲，四种色素中，丙和丁主要吸收蓝紫光。

（3）根据实验的过程甲组置于阳光下培养，乙组置于黑暗中培养，其他条件适宜。一段时间后，测定麦苗的干重可推测两组麦苗中，干重较大的是甲组，因为甲组幼苗置于光照条件下，在进行呼吸消耗有机物的同时也能进行光合作用制造有机物，而乙组幼苗不能进行光合作用制造有机物，反而还要消耗有机物。

（4）将提取的完整线粒体加入盛有丙酮酸溶液中会进行有氧呼吸的二、三阶段，产生二氧化碳；而将叶绿体悬浮液置于NaHCO3溶液中，给予充足光照，由于NaHCO3溶液能提高二氧化碳，故可进行光合作用产生氧气。