Question

9．某校生物興趣小組的同學用如下裝置進行探究活動．裝置中隔板與無色透明鐘罩之間、隔板中央小孔與玉米植株之間都用凡士林密封．

（1）要探究二氧化碳是光合作用的原料，需將盛有氫氧化鈉溶液（可吸收二氧化碳）的小燒杯放入圖1裝置內．根據探究實驗的要求，還應該設置對照實驗．對照實驗應再設置一組相同的裝置，將小燒杯中的氫氧化鈉溶液換為等量清水，其他條件均相同．
（2）要探究玉米的呼吸作用是否會產生二氧化碳，圖1裝置中應放入盛有澄清石灰水的小燒杯，還應將實驗裝置置于黑暗的環境中，原因是避免光合作用將呼吸作用產生的二氧化碳吸收．
（3）實驗過程中應注意向培養液中通入空氣，原因是保證玉米的根部細胞能正常進行呼吸作用．
（4）某校生物探究小組利用二氧化碳傳感器等設備，測量了圖1所示密閉裝置中一晝夜二氧化碳濃度的變化，結果如圖2．
①造成MN段二氧化碳濃度上升的生理過程是呼吸作用，進行該過程的主要場所是植物細胞內的線粒體．
②在NP段，該裝置內氧氣的濃度變化是上升，原因是光合作用強度大于呼吸作用．

Answer 1

分析 根據小燒杯內溶液成分的不同，該實驗裝置可以用來探究植物的光合作用需要二氧化碳、植物的呼吸作用釋放二氧化碳，也可以用來觀察植物的蒸騰作用散失水分．

解答 解：（1）若小燒杯中的液體是氫氧化鈉溶液，則植物所處的環境中缺少二氧化碳，如果再設計另一套相同的實驗裝置，將小燒杯中的液體換成等量清水，清水不吸收二氧化碳．其他條件和設置都相同，則形成一組以二氧化碳為變量的對照實驗，可以用來驗證光合作用的原料是二氧化碳．
（2）若小燒杯中的液體是澄清的石灰水，將裝置放在黑暗處后，由于在黑暗環境中植物不能進行光合作用，只進行呼吸作用，避免光合作用將呼吸作用產生的二氧化碳吸收；一段時間后，鐘罩內會積聚大量大量的二氧化碳氣體，這些氣體會使澄清的石灰水變渾濁；從而證明植物的呼吸作用釋放二氧化碳．
（3）實驗過程中應注意需要每天向培養液內泵入空氣，以保證玉米的根部細胞能正常進行呼吸作用．
（4）圖示2表示一晝夜內圖1所示密閉裝置中一晝夜二氧化碳濃度的變化，之所以出現這種曲線，是因為該密閉裝置中的蔬菜在光下進行光合作用吸收二氧化碳的量要大于植物進行呼吸作用釋放的二氧化碳的量；因此造成MN段二氧化碳濃度上升的生理過程是呼吸作用，此時沒有光照，植物只進行呼吸作用，呼吸作用的場所在細胞的線粒體內；
曲線在NP段內逐漸下降，是因為大棚內的蔬菜在光下進行光合作用吸收二氧化碳的量要大于植物進行呼吸作用釋放的二氧化碳的，該裝置內氧氣的濃度變化是上升．
故答案為：（1）等量清水
（2）黑暗；避免光合作用將呼吸作用產生的二氧化碳吸收
（3）保證玉米的根部細胞能正常進行呼吸作用
（4）呼吸作用；線粒體；上升；光合作用強度大于呼吸作用

點評 解答此題的關鍵是熟練掌握綠色植物的呼吸作用、光合作用和蒸騰作用，并能夠通過實驗現象對呼吸作用、光合作用和蒸騰作用的原料和產物做出正確的判斷．