Question

（11分）某科學工作者為研究最適合黑藻生長的光照強度，設計了下面的實驗：首先取6等分黑藻分別放入6個加入等量0．01g／mLNaHCO₃溶液后用冷開水充滿的廣口瓶中；然后將6套裝置放入暗室中，用20W、50W、75W、100W、200W和500W的臺燈等距離地分別照射1- 6號裝置， 30min后停止光照，測量光合作用產生的O₂體積（密閉廣口瓶內的水受到O₂的排擠會從排水口一滴滴流到量筒里,根據量筒內接收的水的體積即可計算出產生的氧氣體積。）實驗結果如下表

不同條件下氧氣的釋放量（mL）
組次	20W（1號）	50W（2號）	75W（3號）	100W（4號）	200W（5號）	500W（6號）
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
平均值	1．87	5．1	8．3	11．83	20．3	18．70

請分析回答有關問題：

（1）該實驗中的自變量是 　　　   。列出實驗中的兩個控制變量（無關變量）   　　   。

（2）6套裝置各瓶中均加入約 500mL0．01g／mLNaHC0₃溶液，其作用是____________。

（3）上表中測得的氧氣量并非光合作用實際產生的氧氣量，其原因是  　　　      。

（4）如果在實驗過程使用了不同品種的黑藻，則這樣設計違背了科學實驗的_________原則。

（5）若將5號裝置中的黑藻突然移至4號裝置的條件下，短時間內光合細胞中ATP含量會________________，C₃含量會_____________。

（6）通過該實驗還不能確定最適合黑藻生長的光照強度，請寫出該如何開展進一步的探究：___________________________________________________________________________。

（7）該科學工作者還做了另外的實驗，發現經過重鉻酸鉀過濾后(紅光透過)的光合作用放氧量比用氨飽和的4%硫酸銅溶液過濾后(藍紫光透過)的放氧量高，說明________也能影響光合作用強度。

 

Answer 1

【答案】

（1）光照強度    CO₂（或NaHCO₃溶液）、溫度、pH、光照時間、黑藻等（2分）（2）（3）黑藻自身的呼吸作用會消耗氧氣（4）單一變量（5）降低 升高（6）在100-500W范圍內設置多組梯度進行實驗(范圍及梯度各1分)（7）光質（波長）

【解析】

試題分析：

（1）該實驗的目的是探究最適合黑藻生長的光照強度，所以實驗的自變量是光照強度，因變量是氧氣的釋放量，而CO₂（或NaHCO₃溶液）、溫度、pH、光照時間、黑藻等屬于無關變量。

（2）NaHC0₃溶液的作用是為光合作用提供CO₂，所以6套裝置各瓶中均加入約 500mL0．01g／mLNaHC0₃溶液的目的是保證相同濃度的CO₂供應。

（3）因為黑藻自身的呼吸作用會消耗氧氣，所以上表中測得的氧氣量并非光合作用實際產生的氧氣量，而是光合作用實際產生的氧氣量與呼吸作用消耗的氧氣量的差值。

（4）實驗設計時，要遵循對照原則和單一變量原則。該實驗的單一變量是光照強度，其他量都要相同且適宜。所以在實驗過程使用不同品種的黑藻會違背單一變量原則。

（5）將5號裝置中的黑藻突然移至4號裝置的條件下，即光照強度減弱，則光反應產生的ATP和[H]減少，影響暗反應中C₃的還原，使C₃的消耗量減少，而短時間內，CO₂的固定不受影響，所以C₃含量會升高。

（6）由表中數據可知，200W時光合速率最大，但不能說明200W是最適合黑藻生長的光照強度，因為光照強度梯度太大，所以要在在100-500W范圍內設置多組梯度進行實驗作進一步的探究。

（7）紅光、藍紫光屬于光質，不同光質是時氧氣的釋放量不同，說明光質也能影響光合作用強度。

考點：本題考查影響光合速率因素的探究實驗，意在考查考生理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系的能力；具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理。