Question

研究人員以某植物為材料，利用多套如圖裝置，對影響植物生理作用的各種環境因素進行研究

（1）為了探究溫度對光合作用的影響，首先應在上圖裝置的燒杯內加入

 

溶液，然后再打開該裝置的活塞開關，使U形管兩側液面如圖所示，關閉活塞，這一操作的目的是

 

實驗的觀察指標是U形管A側液面的變化值在每一給定溫度且其它條件均相同、適宜的情況下光照1小時，實驗數據如下表：

溫度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
水柱上升高度（mm/h）	1.0	1.7	2.5	3.2	3.7	3.5	3.0

請根據以上數據在指定方框的坐標內以柱狀圖的形式畫出各溫度下的實驗結果：

 

分析所繪圖形可知溫度與光合作用強度的關系是

 

（2）細胞在有氧呼吸時，如果消耗底物是葡萄糖，則消耗O₂的量與CO₂的產生量相等但事實是細胞呼吸消耗的底物并非全部是糖類這樣有氧呼吸消耗的O₂和產生的CO₂的體積并不相等利用如圖所示裝置兩套，設計一個實驗來測定該植物呼吸時CO₂釋放量與O₂消耗量的比值實驗過程如下：（注：實驗前U型管左右液面齊平，并且氣閥關閉，裝置完全密閉忽略其他環境因素對測量結果的干擾）
①取如圖所示裝置兩套，設為甲、乙并記錄U型管右側的液面高度為L₀
②甲裝置內的燒杯加入適量蒸餾水，乙裝置內的燒杯加入

 

③把甲乙裝置置于

 

環境中一段時間后，測量并記錄甲乙U型管右側的液面高度分別為L₁和L₂．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環境因素,有氧呼吸的過程和意義

專題：

分析：分析實驗裝置可知，如果燒杯中放置二氧化碳緩沖液，并且提供光照，該緩沖液可以為光合作用提供穩定的二氧化碳來源，此時裝置中變化的氣體是氧氣，因此左側的水柱高度能夠表示凈光合速率強度；如果燒杯中放置NaOH溶液，并且提供黑暗條件，由于該溶液可以吸收裝置中的二氧化碳，因此變化的氣體量仍為氧氣量，此時該值可以表示呼吸速率．

解答： 解：（1）為了探究溫度對光合作用的影響，首先應在上圖裝置的燒杯內加入二氧化碳緩沖液（NaHCO₃溶液），該緩沖液可以為光合作用提供穩定的二氧化碳來源，此時裝置中變化的氣體是氧氣；然后再打開該裝置的活塞開關，使U形管兩側液面如圖所示，關閉活塞，以保證容器內的氣壓和外界氣壓相等．
畫柱形圖時，橫軸為溫度，縱軸為水柱上升高度，因此根據表格數據畫柱形圖即可．
由于水柱高度即為光合作用氧氣的產生量，因此該高度可以表示光合速率．由表格中數據可知，在一定的溫度范圍內，光合作用強度隨著溫度的升高而增強，超過一定溫度后，光合作用強度隨著溫度的升高而下降．
（2）根據題意可知，測定細胞的呼吸作用速率需要在黑暗條件下進行，實驗需要測定該植物呼吸時CO₂釋放量與O₂消耗量的比值，因此設置對照組（甲裝置內的燒杯加入適量蒸餾水）；而實驗組的燒杯加入等量且足量的NaOH溶液，用來測定吸收的氧氣量．
對照組中的L₁-L₀=二氧化碳釋放和氧氣吸收之間的差值，而實驗組中L₂-L₀=氧氣的吸收量，因此由兩個值計算出二氧化碳的釋放量．
故答案為：
（1）二氧化碳緩沖液（NaHCO₃溶液）    使容器內的氣壓和外界氣壓相等，如右圖
在一定的溫度范圍內，光合作用強度隨著溫度的升高而增強，超過一定溫度后，光合作用強度隨著溫度的升高而下降

（2）②等量且足量的NaOH溶液  
③黑暗

點評：本題考查了探究光合速率和呼吸速率的實驗設計等方面的知識，意在考查考生分析實驗裝置的能力和實驗設計的能力，具有一定的難度，對考生的能力要求較高．考生要能夠明確NaHCO₃溶液和NaOH溶液在該探究實驗中的作用；并且能夠從表格中獲取有效解題信息．