Question

5．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單位時間上浮葉片的數量（或浮起相同葉圓片所用的時間），而自變量可以是光照強度（臺燈與燒杯的距離）；
（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：探究CO2濃度對光合作用速率的影響．
②bc段曲線平緩的限制因素可能是光照強度．
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 相對含量的變化情況是下降．
（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（b-a）g（用字母表示）．

Answer 1

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：單位時間上浮葉片的數量．
（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．
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．
（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）
（2）①探究CO2濃度對光合作用速率的影響  ②光照強度  ③下降
（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．