Question

【題目】如圖所示是測定金魚藻光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置，容器密閉，其中的液體為一定濃度的碳酸氫鈉溶液，控制溫度恒定且適宜，通過改變光源與密閉容器間的距離用以改變光照強(qiáng)度，光合強(qiáng)度用金魚藻放出的氣泡數(shù)來表示。圖表為不同距離下的9個相同裝置5分鐘內(nèi)產(chǎn)生的氣泡數(shù)。請回答下列問題：

光源與容器的距離/（cm）	10	15	20	25	30	35	40	45	50
氣泡數(shù)	40	39	30	22	15	5	3	0	0

（1）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，距離為10cm或15cm時，金魚藻產(chǎn)生氣泡的量并無明顯變化，故若要增加15cm處產(chǎn)生氣泡的數(shù)量，可在實(shí)驗(yàn)前采取__________的措施。分析光源距離為45cm和50cm時氣泡數(shù)為零的原因：______________________________。

（2）光照較長時間后，發(fā)現(xiàn)距離較近的組別產(chǎn)生氣泡的速率明顯減慢，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是________，直接影響了光合作用的_________，導(dǎo)致_____________積累，抑制光反應(yīng)，使得_______的產(chǎn)生量減少。

（3）如圖是金魚藻在15cm距離下，氣泡產(chǎn)生速率與碳酸氫鈉溶液濃度的關(guān)系，濃度超過25mg·L-1時氣泡數(shù)反而下降，分析其原因可能是濃度過高，導(dǎo)致金魚藻細(xì)胞_______，影響了金魚藻的生理活動。

（4）實(shí)驗(yàn)過程中，在適宜光照下一段時間后，溶液的pH會___________。

Answer 1

【答案】 適當(dāng)增加碳酸氫鈉溶液濃度 光合作用產(chǎn)生的氧氣小于或等于呼吸作用消耗的氧氣 容器中二氧化碳（或碳酸氫鈉）逐漸減少 暗反應(yīng) [H]和ATP 氧氣 滲透失水(或“質(zhì)壁分離”） 上升

【解析】試題分析：由題意可知，實(shí)驗(yàn)的自變量為改變光源與燒杯距離即可表示不同的光照強(qiáng)度，因變量為金魚藻放出的氣泡數(shù)，代表光合作用強(qiáng)度大小。而實(shí)驗(yàn)過程中溫度條件恒定且適宜，因此該實(shí)驗(yàn)是探究光照強(qiáng)度對植物光合作用的影響。由表格中數(shù)據(jù)分析看出，隨著光照強(qiáng)度的減弱光合作用強(qiáng)度不斷減弱，在距離為45cm時氣泡數(shù)降為0，表明此時凈光合作用釋放氧氣量小于或等于0。分析曲線圖的變化可知，當(dāng)金魚藻在距離較近的情況下，碳酸氫鈉溶液濃度超過25mg·L-1時氣泡數(shù)反而下降，這極可能是碳酸氫鈉溶液濃度逐漸增大，導(dǎo)致金魚藻細(xì)胞發(fā)生了滲透作用失水，進(jìn)而影響了金魚藻的生理活動。

(1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，距離為10cm或15cm時，金魚藻產(chǎn)生氣泡的量并無明顯變化，說明光源距離金魚藻小于15cm時的光照強(qiáng)度下，金魚藻基本都達(dá)到了該條件的最大光合速率，若此時還希望增加上浮氣泡數(shù)量（即增大光合速率），而溫度是適宜的，則只能增大供給金魚藻的CO2濃度，即適當(dāng)增加碳酸氫鈉溶液濃度來達(dá)到目的。結(jié)合前面的分析可知，光源距離為45cm和50cm時氣泡數(shù)為零是因?yàn)楣夂献饔卯a(chǎn)生的氧氣小于或等于呼吸作用消耗的氧氣，即凈光合作用速率小于或等于0。

(2) 光照較長時間后，距離較近的組別產(chǎn)生氣泡的速率即凈光合速率明顯減慢，這是由于密閉容器內(nèi)二氧化碳（或碳酸氫鈉）逐漸減少，直接影響了光合作用的暗反應(yīng)，導(dǎo)致[H]和ATP積累，抑制光反應(yīng)，使得氧氣的產(chǎn)生量減少。

(3)結(jié)合前面的分析可知，在距離較近時，碳酸氫鈉溶液濃度增大到一定程度之后會導(dǎo)致金魚藻細(xì)胞滲透失水而影響其細(xì)胞的正常生理活動，所以其光合作用速率不升反降。

(4) 實(shí)驗(yàn)過程中，在適宜光照下一段時間后，由于金魚藻光合速率大于呼吸速率，溶液中CO2之間減少，所以溶液的pH會逐漸上升。