Question

5．如图甲为某校生物兴趣小组探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图，图乙为每小时所测得的结果．据图分析：

（1）请写出控制本实验自变量的一种方法：用不同瓦数灯泡（或改变灯与广口瓶的距离）．
（2）为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，请问对照装置如何设置？将装置中的茉莉花换成等量死花，其他设置与装置甲一样．
（3）实验测得，当用40W灯泡照射时，红色液滴没有发生移动，这是因为此时光合速率等于呼吸速率．
（4）B点以后，限制荣莉花光合速率的主要环境因素有温度、二氧化碳浓度．
（5）图甲所示装置无法测得A点数据，除非将其中的NaHCO₃溶液换为NaOH溶液，且将装置放在黑暗（或遮光）环境中．在A点，产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体．
（6）茉莉花的生长需要浇水，但浇水过多易发生烂根现象．请说明原因：浇水过多，植物细胞进行无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用．

Answer 1

分析 1、植物光合作用过程中产生氧气，可以用氧气的产生量表示光合作用的强度，在一定的范围内，随光照强度增加，光合作用增强，释放的氧气量增加，光照强度可以用不同功率的电灯泡或相同灯泡与实验装置之间的距离控制光照强度；
2、有氧呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，用NaOH溶液吸收二氧化碳，装置中气压的降低是由于氧气的吸收引起的，因此液滴移动的距离表示有氧呼吸强度；
3、实验设计过程中应遵循对照原则和单一变量原则．

解答 解：（1）阅读题干可知，该实验的目的是探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响，实验的自变量是光照强度，可以用用不同功率的电灯泡或相同灯泡与实验装置之间的距离控制光照强度的变化．
（2）该实验通过液滴移动的距离表示光合作用强度，由于气压变化等物理因素也可以导致液滴移动，因此为了消除物理因素对实验结果的干扰，可以将装置中的茉莉花换成死花，其他设置与装置甲一样，纠正无关变量对实验结果的影响．
（3）用40W灯泡照射时，红色液滴没有发生移动说明光合作用产生的氧气与有氧呼吸吸收的氧气相等，即光合作用强度与呼吸作用强度相等；
（4）B点为茉莉花的光饱和点，故B点以后，限制茉莉花光合速率的主要环境因素有温度、CO₂浓度．
（5）光照条件下既进行光合作用，也进行呼吸作用，测得的数值是净光合作用，为了测得实际光合作用强度，需要将其中的NaHCO₃溶液换为NaOH溶液，且将装置放在黑暗条件下测出呼吸作用强度，用测得的光合作用强度+呼吸作用强度才是植物实际光合作用强度．在A点进行呼吸作用，产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体．
（6）浇水过多，土壤中溶解氧降低，植物细胞进行无氧呼吸产生酒精对植物根细胞具有毒害作用，容易出现烂根现象．
故答案为：
（1）用不同瓦数灯泡（或改变灯与广口瓶的距离）
（2）将装置中的茉莉花换成等量死花，其他设置与装置甲一样
（3）光合速率等于呼吸速率   
（4）温度、二氧化碳浓度
（5）NaOH     黑暗（或遮光）     细胞质基质和线粒体
（6）浇水过多，植物细胞进行无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用

点评 对于光合作用与呼吸作用的关系，光反应与暗反应之间的关系，及设计实验测量植物的光合作用的方法的原理、实验遵循的原则的理解应用，把握知识的内在联系，是解题的关键．