Question

在1937年植物生理学家希尔发现,将叶绿体分离后置于试管中,在试管中加入适当的“氢受体”,如二氯酚吲哚酚(简称DCPIP),那么照光后便会使水分解并放出氧气,这个反应被称为“希尔反应”。反应的过程如下(注:DCPIP是一种可以接受氢的化合物,在氧化态时是蓝色,在还原态时是无色。)

DCPIP(蓝色)+H2O DCPIP-H2(无色)O2   

为验证“希尔反应”需要光能和叶绿体,现提供如下材料和用品:试管若干、离体叶绿体、0.5mol/L蔗糖溶液、1%DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、离心机。

请依据“希尔反应”涉及的实验原理,把下面的实验设计补充完整,并回答有关问题:

（1）方法步骤:

第一步:离体叶绿体溶解于0.5mol/L蔗糖溶液制备成叶绿体悬浮液;

第二步:选取3支试管,编上1号、2号和3号。

第三步:

①向1号试管中加入1%DCPIP溶液0.5mL和叶绿体悬浮液5mL,给予光照处理。

②向2号试管中加入__________,__________处理。

③向3号试管中加入__________,__________处理。

第四步:将上述试管放置在温度等其他条件相同且适宜的环境中一段时间。

第五步:一段时间后,对各试管用离心机离心5分钟,观察试管内上层清液的颜色。

（2）实验结果及相应的结论:

观察结果:离心后1~3三支试管内上层清液的颜色依次为:__________;

为什么不直接观察试管内的溶液颜色而是要在离心后观察上清液的颜色?__________。

实验结论:“希尔反应”需要光能和叶绿体。

Answer

1%DCPIP溶液0.5mL和叶绿体悬浮液5mL 用锡箔纸遮光（或黑暗） 1%DCPIP溶液0.5mL和0.5mol／L蔗糖溶液5mL 给予光照 .1号无色，2号、3号蓝色 排除叶绿体颜色的干扰

【解析】【试题分析】

本题主要是验证光合作用所需的条件，意在考查实验设计、分析实验的能力。实验设计的原则是单一变量的原则和对照性原则，变量的设置应根据实验的目的进行设计，本实验是验证性的实验，实验的结论是唯一的。本实验的目的是验证“希尔反应”需要光能和叶绿体，所以实验的自变量分别是光照和叶绿体，用观察二氯酚吲哚酚是否褪色来确定“希尔反应”是否发生。

（1）1号试管为对照实验（处于正常状态下），根据单一变量原则和对照原则可推知，应向2号试管中加入1%DCP1P溶液0.5mL和叶绿体悬浮液5mL，用锡箔纸遮光(或黑暗)处理；应向3号试管中加入1%DCP1P溶液0.5mL和0.5mol/L蔗糖溶液5mL，给予光照处理。

（2）根据三支试管中加入的物质和条件可以判断1号试管进行了光反应，2号试管、3号试管不能进行光反应。1号试管由于可以进行光合作用导致二氯酚吲哚酚褪色，所以1号试管无色；2号试管和3号试管由于不能进行光合作用，二氯酚吲哚酚不褪色，仍然显示蓝色。叶绿体本身为绿色，为排除叶绿体颜色的干扰，不能直接观察试管内的溶液颜色而是要在离心后观察上清液的颜色。