Question

【題目】研究人員以適宜光照下大葉黃楊的葉片為材料研究環境因素對光合作用的影響。首先在獲取的大葉黃楊的葉圓片中，選取大小、顏色相同的葉圓片若干，放在含有適宜濃度的NaHCO3溶液的燒杯中，通過檢測葉圓片開始上浮的時間，探究光照強度和溫度對大葉黃楊光合速率的影響，裝置如下圖所示，請回答：

（1）將10片葉圓片投放于含有適宜濃度的NaHCO3溶液的燒杯中，開始葉圓片沉在燒杯底部，將燒杯置于適宜光照條件下一段時間，發現葉圓片上浮，上浮的原因是_________________________。若使投放于燒杯中的葉圓片立刻下沉至底部，最常見的措施是_________________________。

（2）探究光照強度對光合作用速率的影響時，通過調節白熾燈與燒杯之間的距離來實現對自變量的控制，是否存在不合理之處，為什么？____________________。

（3）在圖中坐標系內用實線畫出葉圓片開始上浮所用時間與距離的數學模型，用虛線畫出相同時間內葉圓片浮起個數與距離的數學模型（不存在距離太近時，環境因素對葉圓片造成損傷的問題）____________

Answer 1

【答案】葉圓片進行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉圓片細胞間隙中的O2積累，使葉圓片上浮用 注射器抽出細胞間隙的空氣 存在不合理之處，因為白熾燈距燒杯的距離不同，輸入燒杯的熱量也不同，會改變燒杯中溶液的溫度

【解析】

1、植物光合作用過程中產生氧氣，可以用氧氣的產生量表示光合作用的強度，在一定的范圍內，隨光照強度增加，光合作用增強，釋放的氧氣量增加，光照強度可以用不同功率的電燈泡或相同燈泡與實驗裝置之間的距離控制光照強度；

2、有氧呼吸作用吸收氧氣釋放二氧化碳，用NaOH溶液吸收二氧化碳，裝置中氣壓的降低是由于氧氣的吸收引起的，因此液滴移動的距離表示有氧呼吸強度；

3、實驗設計過程中應遵循對照原則和單一變量原則。無關變量相同且適宜。

（1）葉圓片進行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉圓片細胞間隙中的O2積累，使葉圓片上浮。利用注射器抽出細胞間隙的空氣，可加快葉圓片的下沉速度。

（2）由題意知，該實驗的目的是探究光照強度與光合速率的關系，實驗的自變量是光照強度，可以通過改變廣口瓶之間的距離控制自變量，隨之距離增加，光照強度減弱，光合作用強度降低，氣泡產生的速率下降，隨著時間推移水中二氧化碳含量下降，光合作用強度降低，氣泡產生的速率下降。本實驗沒有嚴格遵循單一變量原則，存在不合理之處，因為無關變量白熾燈距燒杯的距離不同，輸入燒杯的熱量也不同，會改變燒杯中溶液的溫度，影響酶的活性。

（3）距離越近，光照強度和溫度均會增加，因此葉圓片開始上浮所用時間會越短，與此同時，相同時間內浮起的葉片越多。反映在曲線上，前者曲線呈正相關變化（實線），后者呈負相關變化（虛線）。圖示如下：