Question

【题目】英国科学家培根说过：“经由正当研究方法的过程才能得到科学的结论”．科学探究方法是人们获取科学知识，认识世界的重要途径．下面是某校生物兴趣小组同学，学习了“生物圈中的绿色植物”后，回味科学家的探究方法，学习科学家的探索精神，体验科学探索历程而进行的有关植物光合作用的实验，请你认真分析后回答下列问题．
探索一：植物靠什么长大？
17世纪，比例时科学家海尔蒙特猜测植物生长重要的营养是从土壤中获得的．为此他做了柳树苗生长实验，如图1所示：

探索二：植物能否净化空气？
18世纪，英国科学家普罗斯特勒用一株绿色植物和一只小白鼠做了一个有趣的实验，如图2所示：
（1）分析探索一可知，海尔蒙特的实验证明，植物生长所需的主要营养物质不可能来自土壤，而是来自于 ．
（2）分析探索二可知，普罗斯特勒的实验证明，绿色植物在光下能够 ． 普罗斯特勒有一次晚上做了同样的实验，结果小白鼠死，分析其原因是植物在夜晚 ．
（3）探索三：植物在怎样的条件下进行光合作用？
该兴趣小组同学选择了一种盆栽斑叶植物作为实验材料，该植物的绿色部分和非绿色部分（无叶绿体）界限清晰，实验装置如图3所示：
实验步骤：
步骤一：按图3中甲所示安装好实验装置，并将装置置于光下．
步骤二：6小时后将叶片A，B同时摘下，用图3中乙所示操作进行处理，观察现象．
实验现象：A，B两叶片的绿色部分变蓝，非绿色部分不变蓝．
①从实验装置看，图甲所示装置可探究的两个变量是 ．
②从实验结果分析，A叶片非绿色部分不变蓝，其原因是 ， B叶片绿色部分变蓝，其原因是实验前叶片内存有的缘故．
③实验现象表明，该实验失败．于是小组同学认真分析实验过程，查找失败的原因，在小组讨论会上，小明同学发言说，要使实验能达到预期的目的，实验之前应该首先对植物进行处理．

Answer 1

【答案】
（1）空气中吸收二氧化碳
（2）进行光合作用；光是光合作用的必要条件，黑暗中植物不能产生氧气，故小白鼠死亡
（3）叶绿体和二氧化碳；没有叶绿体；淀粉；在实验前，将实验装置在黑暗处放置一昼夜
【解析】解：（1）由图1可知，赫尔蒙特的实验证明植物生长所需的主要营养物质不可能来自土壤而是来自于雨水，因为他控制的变量只是浇雨水．通过上面的几个数据对比，可以看出柳树增重的80千克，而土壤只减少了90克，说明植物在生长的过程中吸收了土壤中的无机盐，增重的80000﹣90═79910克来自于空气中的其他成分（水和二氧化碳，其中水只是部分被植物吸收进行了光合作用，其余的大部分都用于了蒸腾作用）．（2）由图2可知，第一组实验将小白鼠和燃烧的蜡烛同时放在密封的钟罩内，由于小白鼠呼吸需要消耗氧气，产生二氧化碳．蜡烛燃烧也是消耗氧气，产生二氧化碳．很快，钟罩内的氧气就被消耗殆尽，小白鼠因缺氧无法呼吸而窒息死亡，蜡烛也因缺氧无法燃烧而熄灭；第二组实验将小白鼠和新鲜的薄荷枝同时放在密封的钟罩内，如果放在光下，因植物在光下进行光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，供给小白鼠呼吸，小白鼠呼吸作用释放二氧化碳，供给植物进行光合作用．但如果是在晚上或是黑暗处做此实验，由于植物在黑暗处不能进行光合作用，但呼吸作用却极强，植物和小白鼠就会因争夺氧气呼吸而都无法存活．此实验证明了光是光合作用的条件；植物能通过光合作用净化空气．（3）①由图3可知，本题的选材是斑叶植物，告诉我们材料的本身存在对照组，就是有叶绿体部分和无叶绿体部分，惟一变量就是叶绿体，该对照组是探究植物的光合作用的必要条件是叶绿体；从实验装置可以看出A叶片与B叶片所处的环境不同，A叶片在空气中有二氧化碳，而B叶片在塑料袋内，由于有固体氢氧化钠的存在，吸收袋内的二氧化碳，故B叶片处的环境中无二氧化碳，惟一变量是二氧化碳，由二氧化碳是进行光合作用的原料，故对照实验是探究植物进行光合作用需要二氧化碳，因此对照组应该是A叶片的与B叶片的绿色部分．②叶片A非绿处没有叶绿体，无法进行光合作用，没有淀粉产生，所以滴加碘液不变蓝，按理B叶片的绿色部分应该没有淀粉产生，而实验中B叶片有淀粉产生，说明实验步骤中可能存在问题．通过分析实验步骤，实验时是将装置直接放在阳光下进行实验的，由于B叶片在装入塑料袋前已经进行光合作用，制造了有机物淀粉，所以原来制造的淀粉仍然能使碘液变蓝，使实验结果不明显出现错误．③要排除B叶片内原有淀粉的干扰，可以在实验前将实验装置放到黑暗处一昼夜，目的是在黑暗的环境里，植物不能进行光合作用，只进行呼吸作用，把原有的淀粉消耗尽，这样就不能干扰实验了．
所以答案是：（1）空气中吸收二氧化碳；（2）进行光合作用；光是光合作用的必要条件，黑暗中植物不能产生氧气，故小白鼠死亡（3）①叶绿体和二氧化碳；②没有叶绿体；淀粉；③在实验前，将实验装置在黑暗处放置一昼夜．