Question

20．为探究环境因素对光合作用强度的影响，多个兴趣小组设计实验进行研究．
实验材料和用具：100mL量筒、20W至500W的台灯、冷开水、NaHC0₃、黑藻等等．
实验步骤：

①准备6套如上图所示装置，编号为1-6．在瓶中各加入约500mL0.01g/mLNaHC0₃溶液后用冷开水充满．
②取6等分黑藻分别放入1-6号装置．
③将6套装置放入暗室中，然后用20W、50W、75W、100W、200W和500W的台灯等距离地分别照射1-6号装置，观察气泡的产生情况．
④30min后停止光照，测量光合作用释放的O₂体积．
实验结果：

不同光照条件下氧气的释放量（mL）
组次	20w	50w	75w	100w	200w	500w
一	1.8	5.0	9.0	12.0	21.0	19.0
二	1.8	5.3	8.0	11.5	20.0	18.0
三	2.0	5.0	8.0	12.0	20.0	19.0
均值	1.87	5.1	8.3	11.83	20.3	18.70

对该实验进行分析，回答有关问题：
（1）该实验中的自变量是光照强度．列出实验中的两个控制变量（无关变量）：C0₂（或NaHCO₃溶液）、温度、PH值、黑藻．
（2）根据装置图，上表中各组次的实验数据是如何读出的？读量筒中收集到的水的体积
（3）将实验处理结果在下边的坐标里绘成柱形图．

（4）上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量，其原因是黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气．
（5）对表中数据进行分析并得出结论．在20---200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量也在升高，但光照强度达500W时氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度．
（6）在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定合适的光照强度，因为光照不够会降低产量，而提供多余的光照还会浪费钱．通过该实验还不能确定最适合黑藻生长的光照强度，请写出该如何开展进一步的探究：在100-500W范围内设置多组梯度进行实验．

Answer 1

分析 分析实验装置：图示表示光照强度影响光合作用强度的实验装置，其中量筒中收集的水的体积是实验的因变量，代表光合作用实际产生的氧气量与黑藻呼吸消耗的氧气量的差值，即净光合作用强度．
分析表中数据：灯泡的功率代表光照强度，在20～200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量也在升高，但光照强度达500W时氧气量反而降低．

解答 解：（1）据题干分析可知，该实验中的自变量是光照强度．实验中的无关变量有：CO₂（或NaHCO₃溶液）浓度、温度、pH、黑藻．
（2）上表中各组次的实验数据是通过测量量筒中收集到的水的体积得到的．
（3）根据实验处理结果绘成柱形图如下：

（4）黑藻自身的细胞呼吸会消耗氧气，故通过该实验测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量．
（5）实验结论分析：在20-200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量也在升高，但光照强度达500W时氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度．
（6）由表可知，200W时，光合作用强度最大，但还不能确定最适合黑藻生长的光照强度，因为梯度较大，所以还需在100-500W范围内设置多组梯度进行实验．
故答案为：
（1）光照强度     C0₂（或NaHCO₃溶液）、温度、PH值、黑藻
（2）读量筒中收集到的水的体积
 （3）

（4）黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气
（5）在20-200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量也在升高，但光照强度达500W时氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度
（6）在100-500W范围内设置多组梯度进行实验

点评 本题以图形为载体，考查学生对知识的理解和分析能力．光合作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．要注意，光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．