Question

8．為研究不同光照強度下水稻的光合作用，某實驗室將水稻幼苗固定于無底反應瓶中進行實驗，實驗裝置如圖一所示．

實驗原理：該裝置中水稻苗光合作用產生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發生偏轉．
實驗步驟
①調節天平平衡；②用100W的燈泡作為光源．先將燈泡置于距裝置20厘米處，15分鐘后觀察并記錄指針偏轉方向和格數． ③加大燈泡與裝置間距離，過15分鐘再觀察記錄
④連續重復步驟③．
實驗結果繪制如圖二，請回答下列問題：
（1）該實驗的自變量是光照強度，通過改變燈泡與裝置間的距離進行調控．
（2）請據實驗結果分析回答：①B點與A點比較，光合強度較大的是A點，指針偏轉的方向右．
②C點表示的是光合作用和呼吸作用強度相等．
③CD段形成的原因是呼吸作用大于光合作用，與C點相比較，D點指針向左偏轉．
④若此曲線與橫軸相交于E點，則E點的含義是光合作用產生的氧氣被呼吸作用消耗到和實驗開始時的氧氣濃度相同．
（3）若用此裝置測定水稻幼苗的呼吸強度，需要對此裝置進行遮光處理，如果此時水浴溫度下降，指針的偏轉會受影響，從內在因素分析是因為溫度影響了呼吸酶的活性．

Answer 1

分析 本實驗的實驗原理為：該裝置中水稻苗光合作用產生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發生偏轉．
分析實驗裝置圖：以100W燈泡為光源，不斷加大燈泡與裝置間距離，即降低光照強度來改變光合作用強度．
分析曲線圖：B點指針偏轉較A點明顯，所以B點光合作用強度大；C點之后指針開始回偏，說明C點光合作用與呼吸作用強度相等；C點之后呼吸強度大于光合作用強度，即有機物出現負增長．

解答 解：（1）題中以100W燈泡為光源，不斷加大燈泡與裝置間距離，即降低光照強度，通過指針的偏轉來觀察光合作用強度的變化．可見該實驗的自變量是光照強度．
（2）①題中看出，燈泡距離不斷增大，因此光合作用逐漸減弱．并且B點指針偏轉的幅度減小，說明光合作用減慢，因此是A點時植物光合作用強，指針向右偏轉．
②C點之后指針開始回偏，說明此時從裝置中消耗氧氣，因此C點時光合作用與呼吸作用強度相等．
③與A點相比較，D點時，光照減弱，光反應減弱，為暗反應提供的ATP和[H]減少，故C₃還原量減少，二氧化碳濃度未變，合成速率未變，C₃含量增加，C₅含量由于三碳化合物的還原量減少而來源減少，CD段表示天平指針開始回偏，說明此時呼吸作用大于光合作用．與C點相比較，D點指針向左偏轉．
④光合作用產生的氧氣被呼吸作用消耗到和實驗開始時的氧氣濃度相同
（3）因為水稻植株在有光條件下可以進行光合作用，因此要測定其幼苗的呼吸強度，應對裝置進行遮光處理，如果此時水浴溫度下降，指針的偏轉會受影響，從內在因素分析是因為溫度影響了呼吸酶的活性．
故答案為：
（1）光照強度              改變燈泡與裝置間的距離
（2）①A        右
②光合作用和呼吸作用強度相等
③呼吸作用大于光合作用          左
④光合作用產生的氧氣被呼吸作用消耗到和實驗開始時的氧氣濃度相同
（3）遮光            溫度影響了呼吸酶的活性

點評 本題具有一定的難度，并且設置的情景較新穎，干擾項較多，考查了影響光合作用的和呼吸作用的環境因素，需要運用物理學知識解決生物問題，所以能夠較好地對學生綜合能力進行考查．解答本題關鍵是以C點為界，C點時光合作用等于呼吸作用．