Question

為了驗(yàn)證光質(zhì)對葉片光合作用的影響，請用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，在給出的實(shí)驗(yàn)步驟的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析．
實(shí)驗(yàn)材料與用具：小燒杯三只、三棱鏡、打孔器、注射器、40W燈泡、燒杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液（為光合作用提供原料）、綠葉（如菠菜葉）（實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2在水中的溶解量忽略不計(jì)）．
（一）實(shí)驗(yàn)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（注意避開大的葉脈）
（2）將圓形葉片置于注射器內(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(dòng)活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出．這一步驟可重復(fù)幾次．
（3）將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用．（這樣的葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿水，所以全都沉到水底．）
（4）

 

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（5）

 

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（6）

 

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（二）預(yù)測結(jié)果并分析：
預(yù)測結(jié)果：

 

結(jié)果分析：

 

（三）結(jié)果及討論：若增強(qiáng)單色光光照強(qiáng)度，能否對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響？

 

，試在同一坐標(biāo)圖中畫出不同類型的單色光（光質(zhì)）下，光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線來說明這個(gè)問題．

 

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Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：分析實(shí)驗(yàn)可知，本實(shí)驗(yàn)的自變量為光質(zhì)，觀察因變量為同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量，因此在補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)時(shí)利用對照實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度、NaHCO₃稀溶液的量、以及小圓形葉片的數(shù)量等．
本實(shí)驗(yàn)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(lán)紫光，對綠光吸收最少．

解答： 解：（4）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，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，故步驟為取三只小燒杯，分別倒入20mL富含CO₂%的NaHCO₃稀溶液．并分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片．
（5）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，要遵循單一變量原則，即光質(zhì)不同，用40W燈泡照射，三棱鏡色散形成紅光、黃光、綠光分別作用于三只小燒杯．
（6）由于不同光質(zhì)導(dǎo)致光合速率有所區(qū)別，因此實(shí)驗(yàn)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(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)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(shí)間）．
（二）在結(jié)果預(yù)測時(shí)，根據(jù)色素的吸收光譜，色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對綠光吸收最少，因此單位時(shí)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．
結(jié)果分析：因?yàn)榫G葉中的色素吸收紅光和藍(lán)紫光的能力最強(qiáng)，吸收綠光的能力最弱．因此在紅光照射時(shí)產(chǎn)生O2的速度最快，葉肉細(xì)胞間隙的O2增加最快，葉片上浮的速度也就最快，相反綠光照射的燒杯葉片上浮最慢．
（三）光照強(qiáng)度hi影響光合速率，故會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化，畫曲線圖時(shí)，橫坐標(biāo)為光照強(qiáng)度，縱坐標(biāo)為光合作用強(qiáng)度，首先它們均會隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)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(dá)到飽和點(diǎn)，三條曲線的最大光合速率相等．
故答案為：（4）取三只小燒杯，分別倒入20mL富含CO₂%的NaHCO₃稀溶液．并分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片
（5）用40W燈泡照射，三棱鏡色散形成紅光、黃光、綠光分別作用于三只小燒杯
（6）觀察并記錄同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量（葉片全部浮起經(jīng)歷的時(shí)間）
（二）單位時(shí)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
因?yàn)榫G葉中的色素吸收紅光和藍(lán)紫光的能力最強(qiáng)，吸收綠光的能力最弱．因此在紅光照射時(shí)產(chǎn)生O2的速度最快，葉肉細(xì)胞間隙的O2增加最快，葉片上浮的速度也就最快，相反綠光照射的燒杯葉片上浮最慢   能  圖形如下：

點(diǎn)評：本題考查了探究影響光合作用的環(huán)境因素的對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)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(yùn)用能力以及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力，具有一定的難度．