Question

【题目】将正常生长的韭菜幼苗分组后分别置于完全培养液、缺Mg完全培养液中培养，其他条件相同且适宜。请回答下列问题：

（1）与缺Mg组相比，完全培养液组的韭菜幼苗对_____（填光质）的吸收明显增强。培养一段时间后，缺Mg组韭菜幼苗积累的有机干物质量比完全培养液组的少，主要的原因是___________________。

（2）将正常条件下生长的韭菜幼苗适当遮光，则幼苗进行光合作用产生O2的量/细胞呼吸产生CO2的量的值会________（填“变大”“不变”或“变小”）。

（3）研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。

实验思路：_____________________________。

预期结果：_____________________________。

Answer 1

【答案】红光和蓝紫光 Mg是叶绿素的组成元素，缺Mg组幼苗叶绿素含量少，吸收的光能减少，光反应降低，导致净光合速率降低，从而积累的干物质量减少 变小 实验思路：将部分韭菜幼苗置于光照条件下培养（甲组），部分置于黑暗条件下培养（乙组）。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，并比较滤纸条上的色素带 预期结果：甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带、乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带

【解析】

①Mg是构成叶绿素的重要成分，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。②光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应必须有光才能进行，其过程为：色素分子吸收的光能，在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP，并且将水在光下分解产生[H]和氧，氧直接以分子（O2）形式释放出去。③验证光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成，应运用对照实验的原则，明辨自变量、因变量和无关变量，据此完成对实验思路的设计及对实验结果的预测。

(1) Mg是构成叶绿素的重要成分，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。与缺Mg组相比，完全培养液组的韭菜幼苗叶肉细胞含有的叶绿素高，对红光和蓝紫光的吸收明显增强。Mg是叶绿素的组成元素，缺Mg组幼苗叶绿素含量少，吸收的光能减少，光反应降低，导致净光合速率降低，从而积累的干物质量减少，这是培养一段时间后，缺Mg组韭菜幼苗积累的有机干物质量比完全培养液组的少的主要原因。

(2) 将正常条件下生长的韭菜幼苗适当遮光，则幼苗的光反应减弱，水在光下分解产生的O2的量减少，所以幼苗进行光合作用产生O2的量/细胞呼吸产生CO2的量的值会变小。

(3) 叶绿素包括叶绿素a与叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素与叶黄素。本实验的目的是验证光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成，自变量是光照的有无，因变量是光合色素的种类，可以通过滤纸条上的色素带的种类加以体现，其它对实验结果有影响的因素均为无关变量，应控制相同且适宜。可见，本实验的思路是：将部分韭菜幼苗置于光照条件下培养（甲组），部分置于黑暗条件下培养（乙组）。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，并比较滤纸条上的色素带。

因该实验为验证性实验，其结论是已知的，即光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成，所以预期的结果为：甲组滤纸条上的橙黄色（胡萝卜素）和黄色（叶黄素）的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色（叶绿素a）和黄绿色（叶绿素b）的色素带、乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带。