Question

為了驗證光質(zhì)（紅光、黃光、綠光）對葉片光臺作用的影響，請用所提供的實驗材料與用具，在給出的實驗步驟的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實驗步驟的設(shè)計和預(yù)測實驗結(jié)果，并對預(yù)測結(jié)果進行分析．
實驗材料與用具：小燒杯三只、打孔器、注射器、紅黃綠40W燈泡各一只、燒杯、富含CO₂的NaHCO₃稀溶液、菠菜葉．
（一）實驗步驟：
（1）取生長旺盛的綠葉，用直徑為1cm的打孔器打出小圓形葉片30片（避開大的時脈）
（2）將圓形葉片置丁注射器內(nèi)，并讓注射器吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞，重復(fù)幾次．
（3）將處理過后的小圓形葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中侍用，此時葉片將全部沉到水底，這是因為

 

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（4）取甲、乙、丙三只小燒杯，

 

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（5）

 

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（6）在其他條件相同且適宜的條件下，光照一段時間．
（7）觀察并記錄同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量．
（二）結(jié)果預(yù)測：

 

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試在下邊同一坐標(biāo)圖中畫出不同類型的單色光下，光照強度與光合作用強度的關(guān)系曲線來說明這個問題．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：分析實驗可知，本實驗的自變量為光質(zhì)，觀察因變量為同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量，因此在補充實驗時利用對照實驗的單一變量原則，其它無關(guān)變量要保持相同且適宜，如：光照強度、NaHCO₃稀溶液的量、以及小圓形葉片的數(shù)量等．
本實驗還涉及了色素的吸收光譜，考生要識記色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收最少．

解答： 解：（一）（3）通過步驟②的操作，已將葉片細(xì)胞間隙氣體逸出，內(nèi)部充滿了水，因此此時葉片將全都沉到水底．
（4）在進行實驗操作時，要遵循單一變量原則，即光質(zhì)不同，其它如：葉圓片的數(shù)量、NaHCO₃稀溶液的量、燈泡的功率和距離等均屬于無關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜．
（5）由于不同光質(zhì)導(dǎo)致光合速率有所區(qū)別，因此實驗的因變量就是產(chǎn)生的氧氣的多少，所以觀察并記錄的指標(biāo)是同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量（或上浮相同數(shù)量圓葉片所需時間）．
（二）在結(jié)果預(yù)測時，根據(jù)色素的吸收光譜，色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收最少，因此單位時間內(nèi)紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多，綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少．
畫曲線圖時，橫坐標(biāo)為光照強度，縱坐標(biāo)為光合作用強度，首先它們均會隨著光照強度的增強光合速率提高，只是紅光斜率最大，綠光斜率最小，并且都會達到飽和點，三條曲線的最大光合速率相等．
故答案為：
（一）（3）葉片細(xì)胞間隙氣體逸出，內(nèi)部充滿了水
（4）分別倒入20mL富含C0₂的NaHCO₃稀溶液和lO片小圓形葉片．
（5）分別用紅黃綠40W燈泡，相同距離分別作用于三只小燒杯．
（二）結(jié)果預(yù)測：單位時間內(nèi)紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多，綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少．（或上浮相同數(shù)量圓葉片紅光所需時間最短，而綠光最長）
坐標(biāo)圖（注：“綠”的曲線應(yīng)該是平拋物線較低，根本沒有到達“黃、紅”曲線．）

點評：本題考查了探究影響光合作用的環(huán)境因素的對照實驗的設(shè)計以及色素的吸收光譜等方面的知識，對考生的要求較高，意在考查考生的識記能力、綜合運用能力以及實驗的設(shè)計能力，具有一定的難度．