Question

探究环境因素对不同植物光合作用强度的影响．
材料处理：利用打孔器对兰草和玉米的幼嫩叶片打孔，获取一批直径为lcm的叶圆片．将叶圆片细胞间隙中的气体排出，叶圆片沉到蒸馏水底部，置于黑暗处待用．
实验过程：取4支试管，按下表中的步骤进行实验，而后同时置于40W的白炽灯下，各试管与白炽灯的距离均为20cm，观察叶圆片上浮的情况，得到下表实验结果．

试管		1	2号	3号	4号
步骤	溶液	蒸馏水	1NaCHO2	蒸馏水	1NaCHO2
	植物种类	兰草	兰草	玉米	玉米
	叶圆片数（沉入水底）	5	5	5	5
结果	第片叶圆片上浮时间	/	第78分钟	/	第100分钟
	第片叶圆片上浮时间	/	第140分钟	/	第211分钟
	实验结束时沉入水底的叶圆片数	5	0	5	0

请分析回答下列问题：
（1）该实验过程采用的是

 

方法．
（2）1、3号试管叶圆片一直到实验结束仍沉水底的原因是

 

．
（3）2、4号试管叶圆片上浮的原因是

 

．
（4）有人从上述实验结果分析，不同植物的叶圆片在相同条件下上浮所需的时间存在差异的原因可能是由于不同植物的叶圆片质量不同，也可能是由于不同植物的叶细胞间隙大小不同（细胞间隙越大积聚气体的速度越快）．但利用电子天平测量相同数量的兰草、玉米的叶圆片，发现两者等重．怎样针对上述问题展开进一步的探究呢？请你简要说明实验思路

 

．
（5）为更好的研究光合作用速率与NaHCO₃溶液浓度的关系：
将等量同种植物的抽空叶圆片转至不同浓度的NaHCO₃溶液中，给予适宜的光照、温度等条件，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间，绘制如图．有关分析正确的是

 

．
A．在ab段，随着NaHCO₃溶液浓度的增加，光合作用强度逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO₃溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．在c点以后，NaHCO₃溶液浓度过高，可能使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降    
D．因配制的NaHCO₃溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：分析题干和表格中的信息可知，该实验的原理是在一定条件下，当光合作用大于呼吸作用时，光合作用产生的氧气多于呼吸作用吸收的氧气，经过“抽气充水”下沉的叶圆片叶肉细胞间隙充气，叶片上浮，根据相同时间内叶圆片上浮的数量或全部叶圆片上浮需要的时间来对于光合作用强度进行判断．

解答： 解：（1）由实验原理可知，该实验采用的方法是产气排水法法．
（2）由表格中的信息可知，1、3号试管中是蒸馏水，蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气，不能进行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不变，因此1、3号试管叶圆片一直到实验结束仍沉水底．
（3）由表格中的信息可知，2、4号试管中为碳酸氢钠溶液，可以释放二氧化碳，为光合作用提供原料，当光合作用强度大于有氧呼吸强度时，光合作用产生的氧气的量大于有氧呼吸消耗的氧气的量，使叶细胞间隙氧气的量增加，从而使叶圆片的浮力增大，叶圆片上浮．
（4）分析题干信息可知，不同植物的叶圆片在相同条件下上浮所需的时间存在差异的原因有两个，一是不同植物的叶圆片质量不同，二是不同植物的叶细胞间隙大小不同，由于电子天平测量相同数量的兰草、玉米的叶圆片，发现两者等重，排除了第一种原因，因此不同植物的叶圆片在相同条件下上浮所需的时间存在差异的原因可能是不同植物的叶细胞间隙大小不同，为了探究不同植物的叶圆片在相同条件下上浮所需的时间存在差异的原因是否是不同植物的叶细胞间隙大小不同，可以取两种植物的叶片制作切片，在显微镜下观察各自的叶切片，比较两种叶细胞间隙的大小．
（5）分析题图曲线可知，小于b点，随碳酸氢钠浓度的升高叶圆片上浮至液面所用的平均时间较少，说明随碳酸氢钠浓度的升高光合作用强度增强，c点以后随碳酸氢钠浓度的升高叶圆片上浮至液面所用的平均时间加长，说明随碳酸氢钠浓度的升高光合作用强度降低，可能的原因是在c点以后，NaHCO₃溶液浓度过高，可能使叶肉细胞通过渗透作用失水而导致代谢水平下降．
故答案应为：
（1）产气排水法
（2）蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气，不能进行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不变
（3）光合作用强度大于有氧呼吸强度，光合作用产生的氧气的量大于有氧呼吸消耗的氧气的量，使叶细胞间隙氧气的量增加，从而使叶圆片的浮力增大
（4）取两种植物的叶片制作切片，在显微镜下观察各自的叶切片，比较两种叶细胞间隙的大小
（5）C

点评：本题的知识点是影响光合作用的因素，分析题干和表格中的信息是解题的突破口，对于实验结果的分析是本题考查的重点．