Question

下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答相关问题．
（1）该小组用装置甲（如图）来探究光照强度对光合作用强度的影响．根据该图的材料及设置，可以确定该实验的因变量应该是

 

，而自变量可以是

 

；无关变量有

 

（写出两种）．
（2）该小组同学从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO₃溶液中（如图乙所示），给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图丙．请据此回答．
①该实验的目的是：

 

．
②bc段曲线平缓的限制因素可能是

 

，而c点以后曲线上行，其原因应该是

 

．
③若将乙装置中的NaHCO₃溶液换成等量的NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，植物的叶绿体中C₃ 与C₅ 相对含量的变化情况是：C₃

 

，C₅

 

．
（3）该小组又将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图丁），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移．在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）．则12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量是

 

g（用字母表示）．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：装置甲可用来探究光照强度对光合作用强度的影响，因此实验的自变量是光照强度，因变量应该是反映光合作用强度的指标，即叶片上浮速率或一定时间内圆叶片浮起的数量．
图丙表示圆叶片上浮至液面所需时间，时间越短，说明光合作用强度越大，产生的氧气就越多．因此图示说明，随着NaHCO₃溶液浓度的上升，光合速率不断上升，但是达到一定程度后又会开始下降．
图丁中，可视为一组对照实验，照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行．

解答： 解：（1）该实验的自变量是光照强度，因变量应该是反映光合作用强度的指标--上浮叶片的数量，而影响光合作用强度的其他因素都是无关变量，如温度、清水的量、CO₂的含量等．
（2）①从题意可知，实验的单一变量是不同浓度的NaHCO₃溶液，NaHCO₃溶液可以分解为光合作用提供CO₂，所以该实验的目的是探究CO₂浓度对光合作用速率的影响；
②根据题意，圆叶片上浮至液面所需时间代表光合作用强度，时间越短光合作用强度越大．bc段NaHCO₃溶液浓度继续上升，所以此时曲线平缓的限制因素可能为光照强度；曲线上升表明光合作用减弱（产生的氧气减少），而C点之后NaHCO₃增加，导致叶片细胞外的浓度过高，叶片细胞失水从而影响了它的细胞代谢，故而导致光合作用降低．
③将乙装置中的NaHCO₃溶液换成等量的NaOH溶液后，NaOH能吸收CO₂，使CO₂浓度下降．短时间内，二氧化碳固定减弱，因此植物的叶绿体中C₃相对含量下降，C₅相对含量上升．
（3）照光与不照光部分的生理过程中的差别是光合作用是否进行，故右侧照光后称重得到的是总光合作用减去呼吸消耗（净光合作用）后的重量，左侧遮光后称重得到的是呼吸作用消耗后的重量，右侧截取部分光合作用制造的有机物总量是（b-a）． 
故答案为：
（1）单位时间上浮叶片的数量（或浮起相同叶圆片所用的时间） 光照强度（台灯与烧杯的距离） 温度、清水的量、CO₂的含量等
（2）①探究CO₂浓度对光合作用速率的影响 
②光照强度  NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢 
③下降  上升
（3）（b-a）

点评：本题难度适中，属于考纲中理解、应用层次的考查，考查影响光合作用的环境因素及探究实验等方面的知识点．解答本题的关键是准确分析过程图和曲线图，利用控制变量的方法分析实验装置，能通过比较、分析与综合等方法对实验装置和实验结果做出合理的判断或得出正确的结论能力．