Question

17．為探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響，設(shè)計(jì)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)材料和用具：100mL量筒，50W、100W、200W 和400W的臺燈，冷開水，NaHCO₃，黑藻等．實(shí)驗(yàn)步
驟：

組別 次數(shù)	1	2	3	4
	50W	100W	200W	400W
第一次	5.0	12.0	21.0	19.2
第二次	5.3	11.5	20.0	18.5
第三次	5.0	12.0	20.0	19.0

①準(zhǔn)備4套如圖所示裝置，編號為1～4．在瓶中各加入約500mL質(zhì)量濃度為0.01g/mL NaHCO₃溶液后用冷開水充滿．
②取4等份長勢相同的黑藻分別放入1～4號裝置．
③將4套裝置放入暗室中，然后分別用50W、100W、200W和400W的臺燈等距離地照射1～4號裝置，觀察氣泡的產(chǎn)生情況．
④30min后停止光照，測量光合作用釋放的O₂體積（mL）．
以上實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表．分析并回答有關(guān)問題．
（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（無關(guān)變量）：CO₂濃度（或NaHCO₃溶液量及濃度）、溫度、pH值、光照時(shí)間、黑藻量等．
（2）若將NaHCO₃中的O標(biāo)記為¹⁸O，那么培養(yǎng)一段時(shí)間后，在該植物葉肉細(xì)胞的葉綠體中可檢測到含¹⁸O的物質(zhì)有三碳化合物、葡萄糖等．若停止光照，在該植物葉肉細(xì)胞的葉綠體中可檢測到含量明顯升高的物質(zhì)有三碳化合物、ADP、Pi等．
（3）根據(jù)裝置圖，上表中的實(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．
（4）假若在相同溫度條件下測得CO₂的產(chǎn)生量為10.0mL/h，將該植物放在50W臺燈等距離地照射一晝夜，該植株重量的變化量是4.8mL（以O(shè)₂體積表示，取表中整數(shù)）
（5）若想確定黑藻生長的最適光照強(qiáng)度，請?jiān)诒緦?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上寫出進(jìn)一步探究的實(shí)驗(yàn)思路：縮小光強(qiáng)梯度，在1OOW一400W范圍內(nèi)設(shè)置更多組驗(yàn)．

Answer 1

分析 分析實(shí)驗(yàn)：臺燈的功率代表光照強(qiáng)度，因此該實(shí)驗(yàn)的目的是探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響．表中數(shù)據(jù)是量筒中收集到的水的體積，是光合作用產(chǎn)生氧氣量與呼吸作用消耗氧氣量的差值．分析表中數(shù)據(jù)：光照強(qiáng)度在50-200W時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)自變量是引起光合作用強(qiáng)度改變的因素，即光照強(qiáng)度，該自變量用不同功率的燈泡表示，其它可能引起光合速率改變的因素均為無關(guān)變量，包括C0₂（或NaHC0₃溶液）、溫度、PH值、黑藻的數(shù)量．
（2）加入NaHCO₃的目的是為葉片提供二氧化碳，二氧化碳和五碳化合物固定生成三碳化合物，進(jìn)一步還原成葡萄糖等化合物，因此該植物葉肉細(xì)胞的葉綠體中可檢測到含¹⁸O的物質(zhì)有三碳化合物、葡萄糖等．若停止光照，光反應(yīng)停止，不能生成ATP和[H]，三碳化合物還原過程速率降低，則在該植物葉肉細(xì)胞的葉綠體中可檢測到含量明顯升高的物質(zhì)有三碳化合物、ADP、Pi等．
（3）實(shí)驗(yàn)的因變量是光照強(qiáng)度改變后引起的實(shí)驗(yàn)結(jié)果改變，即氧氣釋放量，光合作用釋放氧氣的體積等于排出來的水的體積．
（4）假若在相同溫度條件下測得CO₂的產(chǎn)生量為10.0mL/h，也就是呼吸作用消耗氧氣為10.0mL/h，該植物在50W的光強(qiáng)下，光合作用的速率是$\frac{（5.0+5.3+5.0）×2}{3}$=10.2ml/h．將該植物放在50W臺燈等距離地照射一晝夜，該植株重量的變化量是（10.2-10.0）×24=4.8mL．
（5）要確定最適光照強(qiáng)度，就要在100W-400W范圍內(nèi)縮小光照梯度，設(shè)置更多實(shí)驗(yàn)組．
故答案為：
（1）光照強(qiáng)度     C0₂（或NaHC0₃溶液）、溫度、PH值、黑藻
（2）三碳化合物、葡萄糖等      三碳化合物、ADP、Pi等
（3）讀量筒中收集到的水的體積
（4）4.8
（5）縮小光強(qiáng)梯度，在1OOW一400W范圍內(nèi)設(shè)置更多組驗(yàn)

點(diǎn)評 本題主要考查影響植物光合作用的主要因素，意在考查考生的識圖能力和理解所學(xué)知識要點(diǎn)，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識，對生物學(xué)問題作出準(zhǔn)確的判斷．