Question

13．为研究不同光照强度下水稻的光合作用，某实验室将水稻幼苗固定于无底反应瓶中进行实验，实验装置如图一所示．

实验步骤：
①调节天平平衡；
②用100W的灯泡作为光源．先将灯泡置于距装置20厘米处，15分钟后观察并记录指针偏转方向和格数．
③加大灯泡与装置间距离，过15分钟再观察记录；
④连续重复步骤③．
实验结果绘制如图二，请回答下列问题：
（1）该实验的自变量是通过改变灯泡与装置间的距离进行调控．
（2）请据实验结果分析回答：
①B点与A点比较，光合强度较大的是A点，指针偏转的方向右．
②C点表示的是光合作用等于 呼吸作用（填写小于、等于或大于）．
③CD段形成的原因是呼吸作用强度大于光合作用强度，与C点相比较，D点指针向左偏转．
（3）细胞作为一个基本的生命系统，需要外界的能量供应，而光合作用和呼吸作用是物质和能量转变的两个重要生理过程．从能量输入水稻叶肉细胞到能被生命活动所直接利用，其能量转移的具体途径是光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能（用文字和箭头表示）．
（4）实验装置一如此设计，依据的原理是该装置中水稻光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转．

Answer 1

分析 本实验的实验原理为：该装置中水稻苗光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转．
从实验设置可以看出，B装置中放的是死的水稻苗，不能光合作用和呼吸作用，因此可作为空白对照．
A瓶中水稻苗既进行光合作用，也进行呼吸作用，由于装置中有二氧化碳缓冲液，因此气体量的变化表示的是氧气的变化量．此时需考虑光合作用和呼吸作用的强度问题：光合作用小于呼吸作用、光合作用等于呼吸作用、光合作用大于呼吸作用．

解答 解：（1）研究不同光照强度下水稻的光合作用，所以实验变量应为光照强度，可以通过改变灯泡与装置间的距离进行调节．
（2）①题中看出，灯泡距离不断增大，因此光合作用逐渐减弱．并且B点指针偏转的幅度减小，说明光合作用减慢，因此是A点时植物光合作用强，由于光合作用大于呼吸作用，植物释放氧气，浮力增大，指针右偏．
②C点之后指针开始回偏，说明C点光合作用与呼吸作用强度相等．因为C点之后呼吸强度大于光合作用强度，即有机物出现负增长．因此C点比D点积累有机物多．
③图中C代弄最偏右，表示光合作用积累的氧气最多．CD段表示天平指针开始回偏，说明此时呼吸作用大于光合作用．B点光合大于呼吸，指针右偏，D点与B点相比指针开始回偏，即偏左．因为总体光合产生的氧气为正值，指针仍在平衡点右侧．
（3）从能量输入水稻叶肉细胞到能被生命活动所直接利用，需要经过光合作用和呼吸作用，在光合作用过程中，光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能；而在呼吸作用过程中有机物中稳定的化学能又会转变为ATP中活跃的化学能和热能．
（4）分析实验装置可知，实验依据的原理是装置中水稻光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转．
故答案为：
（1）改变灯泡与装置间的距离
（2）①A   右   
②等于 
③呼吸作用强度大于光合作用强度  左 
（3）光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能
（4）该装置中水稻光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转

点评 本题考查了光合作用与呼吸作用的有关知识，设置的情景较新颖，干扰项较多，需要运用物理学知识解决生物问题，所以能够较好地对学生综合能力进行考查．