Question

8．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．

实验原理：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．
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）该实验的自变量是光照强度，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和呼吸作用强度相等．
③CD段形成的原因是呼吸作用大于光合作用，与C点相比较，D点指针向左偏转．
④若此曲线与横轴相交于E点，则E点的含义是光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗到和实验开始时的氧气浓度相同．
（3）若用此装置测定水稻幼苗的呼吸强度，需要对此装置进行遮光处理，如果此时水浴温度下降，指针的偏转会受影响，从内在因素分析是因为温度影响了呼吸酶的活性．

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．
分析实验装置图：以100W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，即降低光照强度来改变光合作用强度．
分析曲线图：B点指针偏转较A点明显，所以B点光合作用强度大；C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；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．

解答 解：（1）题中以100W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，即降低光照强度，通过指针的偏转来观察光合作用强度的变化．可见该实验的自变量是光照强度．
（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，指针向右偏转．
②C点之后指针开始回偏，说明此时从装置中消耗氧气，因此C点时光合作用与呼吸作用强度相等．
③与A点相比较，D点时，光照减弱，光反应减弱，为暗反应提供的ATP和[H]减少，故C₃还原量减少，二氧化碳浓度未变，合成速率未变，C₃含量增加，C₅含量由于三碳化合物的还原量减少而来源减少，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．与C点相比较，D点指针向左偏转．
④光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗到和实验开始时的氧气浓度相同
（3）因为水稻植株在有光条件下可以进行光合作用，因此要测定其幼苗的呼吸强度，应对装置进行遮光处理，如果此时水浴温度下降，指针的偏转会受影响，从内在因素分析是因为温度影响了呼吸酶的活性．
故答案为：
（1）光照强度              改变灯泡与装置间的距离
（2）①A        右
②光合作用和呼吸作用强度相等
③呼吸作用大于光合作用          左
④光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗到和实验开始时的氧气浓度相同
（3）遮光            温度影响了呼吸酶的活性

点评 本题具有一定的难度，并且设置的情景较新颖，干扰项较多，考查了影响光合作用的和呼吸作用的环境因素，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．解答本题关键是以C点为界，C点时光合作用等于呼吸作用．