Question

植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿，依据叶色变化推测可能是缺少类胡萝卜素。为研究叶色暗绿是否是因缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致，请根据以下提供的实验材料与用具，完善实验思路，预测实验结果并进行分析。

材料与用具：长的幼苗、烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、丙酮、石英砂、CaCO₃、95%的乙醇、层析液等。

（1）实验思路：

①取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、____________的黄瓜幼苗。

②A烧杯中加入____________，B烧杯中加入等量____________，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜苗叶片出现颜色差异为止。

③分别从A、B两组中选取____________，用____________提取叶片色素,用____________法分离色素，观察比较____________。

（2）预测实验结果与结论：

①A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。

②____________________________________，说明________________________________________________。

（3）分析与讨论：提取叶片色素时要加入________________________，防止色素被破坏，提取的色素中除了类胡萝卜素外还有____________类色素。

Answer

（1）①同一品种且长势相近、苗龄相同 ②完全培养液 只缺磷的完全培养液

③等量叶片 无水乙醇 纸层析 A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅

（2）②A组比B组类胡萝卜素色素带宽，或B组缺少类胡萝卜素色素带 缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致

（3）碳酸钙 叶绿素

【解析】

试题分析：（1）依题意可知：该实验的目的是探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致，因此实验的自变量是培养液是否缺磷，因变量是检测叶片中类胡萝卜素的含量，检测方法可按照“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作流程进行，其余对实验结果有影响的无关变量应控制相同且适宜。依据实验设计遵循的单一变量、对照原则和等量原则，则该实验思路为：

①取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、同一品种且长势相近、苗龄相同的黄瓜幼苗。

②A烧杯中加入完全培养液（对照组）；B烧杯中加入等量的只缺磷的完全培养液（实验组），置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜苗叶片出现颜色差异为止。

③分别从A、B两组中选取等量叶片，用无水乙醇提取叶片色素，用纸层析法分离色素，观察比较A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅。

（2）预测实验结果与结论：该实验属于探究实验，实验结论不确定，可借助数学思维，对可能的情况进行假设，按照假设推测出观察到的现象；在书写答案时，将“假设的内容”写在结论的位置上，将由假设推测出观察到的现象作为得出结论的依据。本实验可能的情况有两种：

①若缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致，则纸层析的结果是：A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致；

②若缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致，则纸层析的结果是：A组比B组类胡萝卜素色素带宽，或B组缺少类胡萝卜素色素带。

（3）分析与讨论：碳酸钙可防止色素被破坏。叶绿体中的色素包括类胡萝卜素和叶绿素两大类。

考点：绿叶中色素的提取和分离及其相关的实验设计