Question

3．某同学以菠菜的绿叶为材料，用类似提取绿叶中色素的方法制备了叶绿体悬浮液；再利用叶绿体悬浮液进行实验探究．回答下列问题：
（1）向研钵中加入渗透压等于（大于、等于或小于）叶绿体渗透压的溶液，然后进行不充分（充分、不充分）的研磨．制得含有叶绿体的研磨液．
（2）从研磨液中分离叶绿体，需要用到的方法包括过滤和差速离心法．
（3）探究磷酸对光合作用暗反应的影响．
实验步骤：
第一步：将制备的叶绿体悬浮液均分为两组，编号为甲、乙；
第二步：甲组中加入了适量磷酸，乙组中不作处理（加等量蒸馏水作为对照）；
第三步：在一定的温度和光照等条件下，用¹⁴C标记的¹⁴CO₂供其进行光合作用，然后追踪检测放射性．
回答下列问题：
①补充第二步：甲组中加入了适量磷酸乙组中不作处理（加等量蒸馏水作为对照）．
②检测发现甲组¹⁴C标记化合物的量及$\frac{（C{H}_{2}O）}{{C}_{3}}$比值均比乙组明显高，试分析该实验结果出现的原因：充足的磷酸有利于光反应阶段形成ATP，而充足的ATP会促进暗反应阶段C₃还原形成（CH₂O）和C₅．
③提高温度，发现甲组¹⁴C标记化合物的量增多，是因为温度升高，提高了催化暗反应的酶的活性．

Answer 1

分析 获取细胞器叶绿体需要先破碎细胞，然后用差速离心和过滤将其分离出来．
Pi有利于光反应ATP的形成，而充足的ATP会促进暗反应C₃的还原形成（CH₂O）．

解答 解：（1）实验需要制备了叶绿体悬浮液，因此不能破坏叶绿体，因此应向研钵中加入渗透压等于叶绿体渗透压的溶液，然后进行不充分的研磨，制得含有叶绿体的研磨液．充分研磨也会破坏叶绿体结构．
（2）从研磨液中分离叶绿体，首先需要进行过滤；又由于不同细胞器的比重不同，分离不同细胞器用差速离心法．
（3）①实验探究“磷酸对光合作用暗反应的影响”，因此实验的自变量为是否添加磷酸，则实验组甲组中应加入了适量磷酸，乙组中不作处理（加等量蒸馏水作为对照）．
②检测发现甲组¹⁴C标记化合物的量及$\frac{（C{H}_{2}O）}{{C}_{3}}$比值均比乙组明显高，可能是充足的磷酸有利于光反应阶段形成ATP，而充足的ATP会促进暗反应阶段C₃还原形成（CH₂O）和C₅．
③提高温度，发现甲组¹⁴C标记化合物的量增多，是因为温度升高，提高了催化暗反应的酶的活性．
故答案为：
（1）等于  不充分
（2）过滤  差速离心法
（3）①加入了适量磷酸   不作处理（加等量蒸馏水作为对照）
②充足的磷酸有利于光反应阶段形成ATP，而充足的ATP会促进暗反应阶段C₃还原形成（CH₂O）和C₅ 
③温度升高，提高了催化暗反应的酶的活性

点评 本题考查了叶绿体的制备以及与光合作用过程有关的实验探究，要求考生能够识记细胞器提取和分离的原理和方法，掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化，能够利用单一变量的原则对实验进行补充完善，并对实验现象做出合理的解释．