Question

【題目】為探究環(huán)境因素對水稻苗光合作用強(qiáng)度的影響，研究人員將水稻苗固定于無底反應(yīng)瓶中進(jìn)行實驗，實驗裝置如圖1所示。

實驗原理：裝置中水稻苗光合作用產(chǎn)生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

實驗步驟：①調(diào)節(jié)天平平衡；②用100W的燈泡作為光源，先將燈泡置于距裝置20cm處，15min后觀察并記錄指針偏轉(zhuǎn)方向和格數(shù)；③加大燈泡與裝置間距離，過15min再觀察記錄；④連續(xù)重復(fù)步驟③。

實驗結(jié)果如圖2所示，回答下列問題：

（1）請為該實驗擬定一個合適的課題：____________________________________。

（2）圖1裝置中，A、B瓶除了水稻苗存活狀態(tài)不同外，其它條件都要相同且適宜的目的是控制 __________，實驗過程中光照強(qiáng)弱可通過_______________來控制。

（3）請據(jù)實驗結(jié)果分析回答：

①B點(diǎn)與A點(diǎn)比較，光合作用強(qiáng)度較大的是____點(diǎn)，

②C點(diǎn)表示的是_______________，C點(diǎn)與D點(diǎn)相比積累有機(jī)物較多的點(diǎn)是_____點(diǎn)。

③CD段形成的原因是________________，與B點(diǎn)相比較，D點(diǎn)指針向______偏轉(zhuǎn)，此時指針位于天平原點(diǎn)0的____________側(cè)。

（4）若用此裝置測定水稻幼苗的呼吸強(qiáng)度，需要對此裝置進(jìn)行______________處理。

Answer 1

【答案】探究光照強(qiáng)度對水稻苗光合作用強(qiáng)度的影響無關(guān)變量改變燈泡與裝置間的距離或改變電燈的瓦數(shù)A光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等C呼吸作用大于光合作用左右遮光或黑暗

【解析】

據(jù)圖分析：本實驗的實驗原理為該裝置中水稻苗光合作用產(chǎn)生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。從實驗設(shè)置可以看出，B裝置中放的是死的水稻苗，不能光合作用和呼吸作用，因此可作為空白對照．A瓶中水稻苗既進(jìn)行光合作用，也進(jìn)行呼吸作用，由于裝置中有二氧化碳緩沖液，因此氣體量的變化表示的是氧氣的變化量．此時需考慮光合作用和呼吸作用的強(qiáng)度問題：光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度、光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度、光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度。

（1）題中以100W燈泡為光源，不斷加大燈泡與裝置間距離，可以看出指針的偏轉(zhuǎn)即光合作用強(qiáng)度在發(fā)生變化，所以光照強(qiáng)度是自變量，因變量是光合作用強(qiáng)度，探究的題目可以為探究光照強(qiáng)度對水稻苗的光合作用強(qiáng)度的影響。

（2）實驗中遵循的一般原則主要有對照原則、等量原則、控制無關(guān)變量原則和單一變量原則，圖1裝置中，A、B瓶除了水稻苗存活狀態(tài)不同外，其它條件都要相同且適宜的目的是控制無關(guān)變量．不斷加大燈泡與裝置間距離或改變電燈的瓦數(shù)，可以控制光照強(qiáng)弱。

（3）①與B點(diǎn)相比，A點(diǎn)燈泡與裝置的距離較近，光照強(qiáng)度更強(qiáng)，其光合作用強(qiáng)度更大。

②題中看出，燈泡距離不斷增大，因此光合作用逐漸減弱。根據(jù)C點(diǎn)時指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)達(dá)到最多，之后逐漸減少，說明此時植物光合作用強(qiáng)度在C點(diǎn)之前，其光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，而C點(diǎn)之后，其光合作用強(qiáng)度則小于呼吸作用強(qiáng)度，那么剛好在C點(diǎn)時，應(yīng)該是光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度。根據(jù)前面的分析，植物積累有機(jī)物需要光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，所以C點(diǎn)與D點(diǎn)相比，積累有機(jī)物較多的點(diǎn)是C點(diǎn)。

③結(jié)合②小題的分析可知，之所以出現(xiàn)CD段的偏轉(zhuǎn)格數(shù)減少的現(xiàn)象，原因在于植物的光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度。同時，當(dāng)植物的總光合作用強(qiáng)度大于總呼吸作用強(qiáng)度時，植物增重，則指針偏在原點(diǎn)左邊。因此C點(diǎn)之前，植物光合作用強(qiáng)，指針一直向左偏達(dá)到最大格數(shù)，C點(diǎn)之后指針開始回偏（即右偏），D點(diǎn)時指針繼續(xù)回偏，所以B、D兩點(diǎn)的天平指針是位于刻度盤的同一側(cè)。

（4）為了避免光照下植物進(jìn)行光合作用影響呼吸作用的測定，若用此裝置測定水稻幼苗的呼吸強(qiáng)度，需要對此裝置進(jìn)行遮光或黑暗處理。