Question

为了验证红光、黄光、绿光对叶片光合作用的影响，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测并分析实验结果。

（1）实验材料与用具：小烧杯三只、三棱镜（注释：白光通过三棱镜色散形成红光、黄光、绿光等单色光）、打孔器、注射器、40W灯泡、烧杯、富含CO₂的NaHCO₃稀溶液（为光合作用提供原料）、绿叶（如菠菜叶）（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O₂和CO₂在水中的溶解量忽略不计）。

（2）实验步骤：

① 取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片（注意避开大的叶脉）。

② 将圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出，并重复几次。

③ 将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用（这样的叶片因为细胞间隙充满水，所以全都沉到水底）。

④ 取三只小烧杯，分别加入                                                 。

⑤ 用40W灯泡照射，                                                      。

⑥ 观察并记录                                                             。

（3）据下图预测实验结果并分析：                                      

（4）结果讨论：增强单色光光照强度，能否对实验结果产生影响？          ；试在下面同一坐标图中（图在答题纸上）画出不同类型的单色光（光质）照射下，光照强度与光合作用强度的关系曲线来说明这个问题。

Answer 1

（2）④20mLNaHCO₃稀溶液和10片小圆形叶片。⑤经三棱镜色散射形成红光、黄光、绿光，并分别作用于三只小烧杯。⑥相同时间内小圆形叶片浮起的数量（叶片全部浮起经历的时间）（3）预测结果：单位时间内小圆形叶片浮起的数量，红光大于黄光大于绿光。

结果分析：光合色素对三种光的吸收能力依次是红光大于黄光大于绿光，三种光照下，叶片产生O₂的速度（叶片间隙O₂的积累浓度）依次是红光大于黄光大于绿光，叶片上浮的速度依次是红光大于黄光大于绿光。

（4）能  曲线如图（纵横标含义，三根曲线全对得全分）

解析:

本题以实验为载体，考查光合色素的作用，属于考纲实验设计层次。本实验中的自变量是不同颜色的光，因变量是光合作用强度。根据单一变量原则，3组间的唯一差别在于自变量的处理方式不同，即光照条件的不同。经处理过的小圆形叶片中的气体被排除，因此沉在水底；在实验条件下，叶圆片进行光合作用而释放气体，小气泡附着在叶圆片上使其比重逐渐减小，因此逐渐上浮；所以可以相同时间内小圆形叶片浮起的数量或叶片全部浮起经历的时间作为衡量光合作用强度的指标。

因为光合色素对三种光的吸收能力依次是红光〉黄光〉绿光，所以叶片产生O₂的速度（叶片间隙O₂的积累浓度）依次是红光〉黄光〉绿光，叶片上浮的速度依次是红光〉黄光〉绿光（或单位时间内小圆形叶片浮起的数量为红光〉黄光〉绿光）。

在一定范围内，增强单色光光照强度可提高光合作用强度。由于光合色素对三种光的吸收能力依次是红光〉黄光〉绿光，所以使光合作用达到最大值所需要的最低光照强度（光饱和点）在不同颜色的单色光下不同，光饱和点依次为绿光〉黄光〉红光。