Question

20．為探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，多個(gè)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究．
實(shí)驗(yàn)材料和用具：100mL量筒、20W至500W的臺(tái)燈、冷開(kāi)水、NaHC0₃、黑藻等等．
實(shí)驗(yàn)步驟：

①準(zhǔn)備6套如上圖所示裝置，編號(hào)為1-6．在瓶中各加入約500mL0.01g/mLNaHC0₃溶液后用冷開(kāi)水充滿．
②取6等分黑藻分別放入1-6號(hào)裝置．
③將6套裝置放入暗室中，然后用20W、50W、75W、100W、200W和500W的臺(tái)燈等距離地分別照射1-6號(hào)裝置，觀察氣泡的產(chǎn)生情況．
④30min后停止光照，測(cè)量光合作用釋放的O₂體積．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

不同光照條件下氧氣的釋放量（mL）
組次	20w	50w	75w	100w	200w	500w
一	1.8	5.0	9.0	12.0	21.0	19.0
二	1.8	5.3	8.0	11.5	20.0	18.0
三	2.0	5.0	8.0	12.0	20.0	19.0
均值	1.87	5.1	8.3	11.83	20.3	18.70

對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，回答有關(guān)問(wèn)題：
（1）該實(shí)驗(yàn)中的自變量是光照強(qiáng)度．列出實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)控制變量（無(wú)關(guān)變量）：C0₂（或NaHCO₃溶液）、溫度、PH值、黑藻．
（2）根據(jù)裝置圖，上表中各組次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是如何讀出的？讀量筒中收集到的水的體積
（3）將實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果在下邊的坐標(biāo)里繪成柱形圖．

（4）上表中測(cè)得的氧氣量并非光合作用實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量，其原因是黑藻自身的呼吸作用會(huì)消耗氧氣．
（5）對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得出結(jié)論．在20---200W范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的不斷升高，光合作用產(chǎn)生的氧氣量也在升高，但光照強(qiáng)度達(dá)500W時(shí)氧氣量反而降低，說(shuō)明適度提高光照強(qiáng)度可以提高光合作用的強(qiáng)度．
（6）在冬季的人工大棚中種植蔬菜，需要確定合適的光照強(qiáng)度，因?yàn)楣庹詹粔驎?huì)降低產(chǎn)量，而提供多余的光照還會(huì)浪費(fèi)錢．通過(guò)該實(shí)驗(yàn)還不能確定最適合黑藻生長(zhǎng)的光照強(qiáng)度，請(qǐng)寫出該如何開(kāi)展進(jìn)一步的探究：在100-500W范圍內(nèi)設(shè)置多組梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 分析實(shí)驗(yàn)裝置：圖示表示光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)裝置，其中量筒中收集的水的體積是實(shí)驗(yàn)的因變量，代表光合作用實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量與黑藻呼吸消耗的氧氣量的差值，即凈光合作用強(qiáng)度．
分析表中數(shù)據(jù)：燈泡的功率代表光照強(qiáng)度，在20～200W范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的不斷升高，光合作用產(chǎn)生的氧氣量也在升高，但光照強(qiáng)度達(dá)500W時(shí)氧氣量反而降低．

解答 解：（1）據(jù)題干分析可知，該實(shí)驗(yàn)中的自變量是光照強(qiáng)度．實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量有：CO₂（或NaHCO₃溶液）濃度、溫度、pH、黑藻．
（2）上表中各組次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是通過(guò)測(cè)量量筒中收集到的水的體積得到的．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果繪成柱形圖如下：

（4）黑藻自身的細(xì)胞呼吸會(huì)消耗氧氣，故通過(guò)該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的氧氣量并非光合作用實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析：在20-200W范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的不斷升高，光合作用產(chǎn)生的氧氣量也在升高，但光照強(qiáng)度達(dá)500W時(shí)氧氣量反而降低，說(shuō)明適度提高光照強(qiáng)度可以提高光合作用的強(qiáng)度．
（6）由表可知，200W時(shí)，光合作用強(qiáng)度最大，但還不能確定最適合黑藻生長(zhǎng)的光照強(qiáng)度，因?yàn)樘荻容^大，所以還需在100-500W范圍內(nèi)設(shè)置多組梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
故答案為：
（1）光照強(qiáng)度     C0₂（或NaHCO₃溶液）、溫度、PH值、黑藻
（2）讀量筒中收集到的水的體積
 （3）

（4）黑藻自身的呼吸作用會(huì)消耗氧氣
（5）在20-200W范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的不斷升高，光合作用產(chǎn)生的氧氣量也在升高，但光照強(qiáng)度達(dá)500W時(shí)氧氣量反而降低，說(shuō)明適度提高光照強(qiáng)度可以提高光合作用的強(qiáng)度
（6）在100-500W范圍內(nèi)設(shè)置多組梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

點(diǎn)評(píng) 本題以圖形為載體，考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和分析能力．光合作用過(guò)程是考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)，可以通過(guò)流程圖分析，表格比較，典型練習(xí)分析強(qiáng)化學(xué)生的理解．要注意，光合作用合成有機(jī)物，而呼吸作用分解有機(jī)物．光合作用為呼吸作用提供有機(jī)物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．