Question

分析有关科学探究的资料，回答问题．
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0.8cm的叶圆片．设法使叶圆片细胞间隙中的气体排出、叶圆片沉到蒸馏水底部，置于黑暗处待用．取4支试管，按下表中的“处理”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．实验结果见表中的“结果”．

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）该兴趣小组的实验方法称

 

．解释2号和4号试管中的叶圆片上浮的原因：

 

．
（2）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：

 

．
（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叶圆片质量不同，有的同学认为是由于不同植物的叶细胞间隙大小不同（细胞间隙越大积聚气体的速度越快）．同学们利用电子天平测量相同数量的爬山虎和石榴的叶圆片质量，发现两者等重．那么，应如何针对上述问题展开进一步的探究呢？如果你是小组成员，请你简要说明实验思路．

 

．
（4）该小组为更好的研究光合作用速率与NaHCO₃溶液浓度的关系：将同种植物等量的抽空叶圆片转至不同浓度的NaHCO₃溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（如图）．有关分析正确的是

 

．
A．在ab段，随着NaHCO₃溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO₃溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．在c点以后，因NaHCO₃溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
D．因配制的NaHCO₃溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用．

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）分析表格可知：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．
（3）分析曲线，刚开始增加碳酸氢钠的浓度，光合作用强度增加；而再增加碳酸氢钠的浓度，由于外界溶液浓度太高，导致植物的叶肉细胞失水，影响了叶肉细胞的代谢．

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）观察植物的叶细胞间隙大小的方法是取两种植物的叶片做成切片，在显微镜下观察其各自叶横切面，比较两者叶细胞间隙的大小．
（4）A、在ab段，随着NaHCO₃溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增大，A错误；
B、在bc段，单独NaHCO₃溶液浓度，叶圆片上浮的时间不会在变短，B错误；
C、在c点以后，因NaHCO₃溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，C正确；
D、由于光合作用产生氧气，因此实验过程中叶片能进行呼吸作用，D错误．
故选：C．
故答案为：
（1）真空渗水法     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）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）取两种植物的叶片做成切片，在显微镜下观察其各自叶横切面，比较两者叶细胞间隙的大小（关键词：横切   比较细胞间隙）
（4）C

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．