Question

下面是某研究小組以番茄為材料所做的相關實驗及其結果，請回答相關問題．
（1）該小組用裝置甲（如圖）來探究光照強度對光合作用強度的影響．根據該圖的材料及設置，可以確定該實驗的因變量應該是

 

，而自變量可以是

 

；無關變量有

 

（寫出兩種）．
（2）該小組同學從生長狀況相同的棉花葉片上剪出大小、部位相同的若干圓葉片，抽取葉片細胞內的氣體，平均分成若干份，然后，置于不同濃度的NaHCO₃溶液中（如圖乙所示），給予相同的一定強度光照，測量圓葉片上浮至液面所需時間，其記錄結果繪成曲線如圖丙．請據此回答．
①該實驗的目的是：

 

．
②bc段曲線平緩的限制因素可能是

 

，而c點以后曲線上行，其原因應該是

 

．
③若將乙裝置中的NaHCO₃溶液換成等量的NaOH溶液，則在開始的短暫時間內，植物的葉綠體中C₃ 與C₅ 相對含量的變化情況是：C₃

 

，C₅

 

．
（3）該小組又將對稱葉片左側遮光右側曝光（如圖丁），并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移．在適宜光照下照射12小時后，從兩側截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b（單位：g）．則12小時內右側截取部分光合作用制造的有機物總量是

 

g（用字母表示）．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環境因素,光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化

專題：

分析：裝置甲可用來探究光照強度對光合作用強度的影響，因此實驗的自變量是光照強度，因變量應該是反映光合作用強度的指標，即葉片上浮速率或一定時間內圓葉片浮起的數量．
圖丙表示圓葉片上浮至液面所需時間，時間越短，說明光合作用強度越大，產生的氧氣就越多．因此圖示說明，隨著NaHCO₃溶液濃度的上升，光合速率不斷上升，但是達到一定程度后又會開始下降．
圖丁中，可視為一組對照實驗，照光與不照光部分的生理過程中差別是光合作用是否進行．

解答： 解：（1）該實驗的自變量是光照強度，因變量應該是反映光合作用強度的指標--上浮葉片的數量，而影響光合作用強度的其他因素都是無關變量，如溫度、清水的量、CO₂的含量等．
（2）①從題意可知，實驗的單一變量是不同濃度的NaHCO₃溶液，NaHCO₃溶液可以分解為光合作用提供CO₂，所以該實驗的目的是探究CO₂濃度對光合作用速率的影響；
②根據題意，圓葉片上浮至液面所需時間代表光合作用強度，時間越短光合作用強度越大．bc段NaHCO₃溶液濃度繼續上升，所以此時曲線平緩的限制因素可能為光照強度；曲線上升表明光合作用減弱（產生的氧氣減少），而C點之后NaHCO₃增加，導致葉片細胞外的濃度過高，葉片細胞失水從而影響了它的細胞代謝，故而導致光合作用降低．
③將乙裝置中的NaHCO₃溶液換成等量的NaOH溶液后，NaOH能吸收CO₂，使CO₂濃度下降．短時間內，二氧化碳固定減弱，因此植物的葉綠體中C₃相對含量下降，C₅相對含量上升．
（3）照光與不照光部分的生理過程中的差別是光合作用是否進行，故右側照光后稱重得到的是總光合作用減去呼吸消耗（凈光合作用）后的重量，左側遮光后稱重得到的是呼吸作用消耗后的重量，右側截取部分光合作用制造的有機物總量是（b-a）． 
故答案為：
（1）單位時間上浮葉片的數量（或浮起相同葉圓片所用的時間） 光照強度（臺燈與燒杯的距離） 溫度、清水的量、CO₂的含量等
（2）①探究CO₂濃度對光合作用速率的影響 
②光照強度  NaHCO₃濃度太大，導致細胞失水，從而影響細胞代謝 
③下降  上升
（3）（b-a）

點評：本題難度適中，屬于考綱中理解、應用層次的考查，考查影響光合作用的環境因素及探究實驗等方面的知識點．解答本題的關鍵是準確分析過程圖和曲線圖，利用控制變量的方法分析實驗裝置，能通過比較、分析與綜合等方法對實驗裝置和實驗結果做出合理的判斷或得出正確的結論能力．