Question

研究人员以某植物为材料，利用多套如图装置，对影响植物生理作用的各种环境因素进行研究

（1）为了探究温度对光合作用的影响，首先应在上图装置的烧杯内加入

 

溶液，然后再打开该装置的活塞开关，使U形管两侧液面如图所示，关闭活塞，这一操作的目的是

 

实验的观察指标是U形管A侧液面的变化值在每一给定温度且其它条件均相同、适宜的情况下光照1小时，实验数据如下表：

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
水柱上升高度（mm/h）	1.0	1.7	2.5	3.2	3.7	3.5	3.0

请根据以上数据在指定方框的坐标内以柱状图的形式画出各温度下的实验结果：

 

分析所绘图形可知温度与光合作用强度的关系是

 

（2）细胞在有氧呼吸时，如果消耗底物是葡萄糖，则消耗O₂的量与CO₂的产生量相等但事实是细胞呼吸消耗的底物并非全部是糖类这样有氧呼吸消耗的O₂和产生的CO₂的体积并不相等利用如图所示装置两套，设计一个实验来测定该植物呼吸时CO₂释放量与O₂消耗量的比值实验过程如下：（注：实验前U型管左右液面齐平，并且气阀关闭，装置完全密闭忽略其他环境因素对测量结果的干扰）
①取如图所示装置两套，设为甲、乙并记录U型管右侧的液面高度为L₀
②甲装置内的烧杯加入适量蒸馏水，乙装置内的烧杯加入

 

③把甲乙装置置于

 

环境中一段时间后，测量并记录甲乙U型管右侧的液面高度分别为L₁和L₂．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,有氧呼吸的过程和意义

专题：

分析：分析实验装置可知，如果烧杯中放置二氧化碳缓冲液，并且提供光照，该缓冲液可以为光合作用提供稳定的二氧化碳来源，此时装置中变化的气体是氧气，因此左侧的水柱高度能够表示净光合速率强度；如果烧杯中放置NaOH溶液，并且提供黑暗条件，由于该溶液可以吸收装置中的二氧化碳，因此变化的气体量仍为氧气量，此时该值可以表示呼吸速率．

解答： 解：（1）为了探究温度对光合作用的影响，首先应在上图装置的烧杯内加入二氧化碳缓冲液（NaHCO₃溶液），该缓冲液可以为光合作用提供稳定的二氧化碳来源，此时装置中变化的气体是氧气；然后再打开该装置的活塞开关，使U形管两侧液面如图所示，关闭活塞，以保证容器内的气压和外界气压相等．
画柱形图时，横轴为温度，纵轴为水柱上升高度，因此根据表格数据画柱形图即可．
由于水柱高度即为光合作用氧气的产生量，因此该高度可以表示光合速率．由表格中数据可知，在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强，超过一定温度后，光合作用强度随着温度的升高而下降．
（2）根据题意可知，测定细胞的呼吸作用速率需要在黑暗条件下进行，实验需要测定该植物呼吸时CO₂释放量与O₂消耗量的比值，因此设置对照组（甲装置内的烧杯加入适量蒸馏水）；而实验组的烧杯加入等量且足量的NaOH溶液，用来测定吸收的氧气量．
对照组中的L₁-L₀=二氧化碳释放和氧气吸收之间的差值，而实验组中L₂-L₀=氧气的吸收量，因此由两个值计算出二氧化碳的释放量．
故答案为：
（1）二氧化碳缓冲液（NaHCO₃溶液）    使容器内的气压和外界气压相等，如右图
在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强，超过一定温度后，光合作用强度随着温度的升高而下降

（2）②等量且足量的NaOH溶液  
③黑暗

点评：本题考查了探究光合速率和呼吸速率的实验设计等方面的知识，意在考查考生分析实验装置的能力和实验设计的能力，具有一定的难度，对考生的能力要求较高．考生要能够明确NaHCO₃溶液和NaOH溶液在该探究实验中的作用；并且能够从表格中获取有效解题信息．