Question

17．為探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響，設計進行下列實驗．
實驗材料和用具：100mL量筒，50W、100W、200W 和400W的臺燈，冷開水，NaHCO₃，黑藻等．實驗步
驟：

組別 次數	1	2	3	4
	50W	100W	200W	400W
第一次	5.0	12.0	21.0	19.2
第二次	5.3	11.5	20.0	18.5
第三次	5.0	12.0	20.0	19.0

①準備4套如圖所示裝置，編號為1～4．在瓶中各加入約500mL質量濃度為0.01g/mL NaHCO₃溶液后用冷開水充滿．
②取4等份長勢相同的黑藻分別放入1～4號裝置．
③將4套裝置放入暗室中，然后分別用50W、100W、200W和400W的臺燈等距離地照射1～4號裝置，觀察氣泡的產生情況．
④30min后停止光照，測量光合作用釋放的O₂體積（mL）．
以上實驗重復三次，實驗結果見下表．分析并回答有關問題．
（1）該實驗中的自變量是光照強度．列出實驗中的兩個控制變量（無關變量）：CO₂濃度（或NaHCO₃溶液量及濃度）、溫度、pH值、光照時間、黑藻量等．
（2）若將NaHCO₃中的O標記為¹⁸O，那么培養(yǎng)一段時間后，在該植物葉肉細胞的葉綠體中可檢測到含¹⁸O的物質有三碳化合物、葡萄糖等．若停止光照，在該植物葉肉細胞的葉綠體中可檢測到含量明顯升高的物質有三碳化合物、ADP、Pi等．
（3）根據裝置圖，上表中的實驗數據是如何讀出的？讀量筒中收集到的水的體積．
（4）假若在相同溫度條件下測得CO₂的產生量為10.0mL/h，將該植物放在50W臺燈等距離地照射一晝夜，該植株重量的變化量是4.8mL（以O₂體積表示，取表中整數）
（5）若想確定黑藻生長的最適光照強度，請在本實驗的基礎上寫出進一步探究的實驗思路：縮小光強梯度，在1OOW一400W范圍內設置更多組驗．

Answer 1

分析 分析實驗：臺燈的功率代表光照強度，因此該實驗的目的是探究光照強度對光合作用的影響．表中數據是量筒中收集到的水的體積，是光合作用產生氧氣量與呼吸作用消耗氧氣量的差值．分析表中數據：光照強度在50-200W時，隨著光照強度的增強，光合作用強度逐漸增強．

解答 解：（1）該實驗自變量是引起光合作用強度改變的因素，即光照強度，該自變量用不同功率的燈泡表示，其它可能引起光合速率改變的因素均為無關變量，包括C0₂（或NaHC0₃溶液）、溫度、PH值、黑藻的數量．
（2）加入NaHCO₃的目的是為葉片提供二氧化碳，二氧化碳和五碳化合物固定生成三碳化合物，進一步還原成葡萄糖等化合物，因此該植物葉肉細胞的葉綠體中可檢測到含¹⁸O的物質有三碳化合物、葡萄糖等．若停止光照，光反應停止，不能生成ATP和[H]，三碳化合物還原過程速率降低，則在該植物葉肉細胞的葉綠體中可檢測到含量明顯升高的物質有三碳化合物、ADP、Pi等．
（3）實驗的因變量是光照強度改變后引起的實驗結果改變，即氧氣釋放量，光合作用釋放氧氣的體積等于排出來的水的體積．
（4）假若在相同溫度條件下測得CO₂的產生量為10.0mL/h，也就是呼吸作用消耗氧氣為10.0mL/h，該植物在50W的光強下，光合作用的速率是$\frac{（5.0+5.3+5.0）×2}{3}$=10.2ml/h．將該植物放在50W臺燈等距離地照射一晝夜，該植株重量的變化量是（10.2-10.0）×24=4.8mL．
（5）要確定最適光照強度，就要在100W-400W范圍內縮小光照梯度，設置更多實驗組．
故答案為：
（1）光照強度     C0₂（或NaHC0₃溶液）、溫度、PH值、黑藻
（2）三碳化合物、葡萄糖等      三碳化合物、ADP、Pi等
（3）讀量筒中收集到的水的體積
（4）4.8
（5）縮小光強梯度，在1OOW一400W范圍內設置更多組驗

點評 本題主要考查影響植物光合作用的主要因素，意在考查考生的識圖能力和理解所學知識要點，把握知識間內在聯系的能力；能運用所學知識，對生物學問題作出準確的判斷．