Question

以下是某生物兴趣小组进行的光合作用实验．
利用打孔器对爬山虎和石榴的幼嫩叶片打孔，获取一批直径为了0.8cm的叶圆片．设法使叶圆片内细胞间隙中的气体排出、叶圆片沉到蒸馏水中，置于黑暗中待用．取4支试管，按下表中“处理”的步骤操作，之后将4支试管同时置于60W的白炽灯下，各试管与白炽灯的距离均为20cm，观察叶圆片上浮的情况．实验结果如下：

试管		1号	2号	3号	4号
处理	溶液（10mL）	蒸馏水	1% NaHCO3	蒸馏水	1% NaHCO3
	植物种类	爬山虎	爬山虎	石榴	石榴
	叶圆片数（沉入水底）	4	4	4	4
结果	第1片叶圆片上浮时间	/	第78分钟	/	第100分钟
	第4片叶圆片上浮时间	/	第140分钟	/	第211分钟
	实验结束时沉没水底的叶圆片数	4	0	4	0

请分析回答下列问题：
（1）试解释2号和4号试管中的叶圆片上浮的原因：

 

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（2）试解释1号和3号试管中的叶圆片到实验结束时仍沉没水底的原因：

 

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（3）为什么不同植物的叶圆片在相同条件下上浮所需的时间不同？有的同学认为是由于不同植物的光合作用速率不同，针对上述问题应如何展开进一步的探究？请简要说明实验原理及实验思路．
实验原理：

 

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实验思路：

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：（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：1和3号试管由于没有光合作用的原料二氧化碳，植物不进行光合作用作用，不产生氧气，故叶片不浮起；2和4号试管植物能够进行光合作用，产生氧气，故叶片可以浮起．

解答： 解：（1）该兴趣小组的实验方法称真空渗水法，2号和4号试管中的叶圆片上浮的原因是在适宜条件下叶圆片进行光合作用，释放的O₂多于有氧呼吸消耗的O₂，叶细胞间隙中的O₂增加，使叶圆片浮力增大．
（2）由于光合作用需要二氧化碳作为原料，而1号和3号试管中的叶圆片到实验结束时仍沉没水底的原因蒸馏水中缺乏CO₂和O₂，叶圆片不能进行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不变．
（3）由于不同植物的光合作用速率不同，不同植物的叶圆片在相同条件下上浮所需的时间不同．
实验原理：不同植物的光合作用速率不同，光合作用速率可以用植物C0₂的吸收速率（或0₂释放速率）表示．
实验思路：取相同重量、相同生长状况的爬山虎和石榴的新鲜叶片，置于密闭的透明玻璃容器中，在相同适宜光照、温度等条件下测定其各自的CO₂吸收速率（或者0₂释放速率），并进行比较．
故答案为：
（1）在适宜条件下叶圆片进行光合作用，释放的0₂多于有氧呼吸消耗的0₂，叶细胞间隙中的0₂增加，使叶圆片浮力增大
（2）蒸馏水中缺乏CO₂和0₂，叶圆片不能进行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不变
（3）实验原理：不同植物的光合作用速率不同，光合作用速率可以用植物C0₂的吸收速率（或0₂释放速率）表示
实验思路：取相同重量、相同生长状况的爬山虎和石榴的新鲜叶片，置于密闭的透明玻璃容器中，在相同适宜光照、温度等条件下测定其各自的CO₂吸收速率（或者0₂释放速率），并进行比较

点评：本题间接考查了光合作用强度与二氧化碳的浓度之间的关系，是属于课本上探究光照强度与光合作用强度之间关系的一个变式训练，本题解题的关键是明确植物叶片上浮的原因，上浮时间越短，证明光合作用强度越大．