Question

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向较重一侧．
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l5分钟再观察记录；
④连续重复步骤．
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

 

，通过

 

进行调控．
（2）请据实验结果分析回答：
①B点与A点比较，光合作用强度较大的是

 

点，C点与D点相比单位时间内积累有机物较多的是

 

点．
②C点时光合作用强度

 

（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用强度．
③与A点相比较，D点时叶肉细胞的C₃含量

 

，C₅含量

 

，此时指针位于天平原点0的

 

侧．
（3）若用此装置测定水稻幼苗的呼吸作用强度，需要对此装置进行

 

 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

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

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．
从实验设置可以看出，B装置中放的是死的水稻苗，不能光合作用和呼吸作用，因此可作为空白对照．A瓶中水稻苗既进行光合作用，也进行呼吸作用，由于装置中有二氧化碳缓冲液，因此气体量的变化表示的是氧气的变化量．此时需考虑光合作用和呼吸作用的强度问题：光合作用小于呼吸作用、光合作用等于呼吸作用、光合作用大于呼吸作用．

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，可以看出指针的偏转即光合作用强度在发生变化，所以光照强度是自变量．
（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，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．因为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．因此C点比D点积累有机物多．
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．A点光合大于呼吸，指针右偏，D点与A点相比指针开始回偏，即偏左，因为总体光合产生的氧气为正值，指针仍在平衡点右侧．
（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 C
②等于 ③增加   减少  右
（3）遮光或黑暗  温度影响了呼吸酶的活性

点评：本题考查了光合作用与呼吸作用的有关知识，设置的情景较新颖，干扰项较多，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．