Question

為研究不同光照強(qiáng)度下水稻的光合作用，某實(shí)驗(yàn)室將水稻幼苗固定于無底反應(yīng)瓶中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖一所示．
實(shí)驗(yàn)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20厘米處，15分鐘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15分鐘再觀察記錄；
④連續(xù)重復(fù)步驟③．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制如圖二，請(qǐng)回答下列問題：

（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是通過

 

進(jìn)行調(diào)控．
（2）請(qǐng)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析回答：
①B點(diǎn)與A點(diǎn)比較，光合強(qiáng)度較大的是

 

點(diǎn)，指針偏轉(zhuǎn)的方向

 

．
②C點(diǎn)表示的是

 

．
③CD段形成的原因是

 

，與C點(diǎn)相比較，D點(diǎn)指針向

 

偏轉(zhuǎn)．
（3）細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，需要外界的能量供應(yīng)，而光合作用和呼吸作用是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)變的兩個(gè)重要生理過程．從能量輸入水稻葉肉細(xì)胞到能被生命活動(dòng)所直接利用，其能量轉(zhuǎn)移的具體途徑是

 

（用文字和箭頭表示）．
（4）實(shí)驗(yàn)裝置一如此設(shè)計(jì)，依據(jù)的原理是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,細(xì)胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)需考慮光合作用和呼吸作用的強(qiáng)度問題：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）研究不同光照強(qiáng)度下水稻的光合作用，所以實(shí)驗(yàn)變量應(yīng)為光照強(qiáng)度，可以通過改變燈泡與裝置間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)．
（2）①題中看出，燈泡距離不斷增大，因此光合作用逐漸減弱．并且B點(diǎn)指針偏轉(zhuǎn)的幅度減小，說明光合作用減慢，因此是A點(diǎn)時(shí)植物光合作用強(qiáng)，由于光合作用大于呼吸作用，植物釋放氧氣，浮力增大，指針右偏．
②C點(diǎn)之后指針開始回偏，說明C點(diǎn)光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等．因?yàn)镃點(diǎn)之后呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，即有機(jī)物出現(xiàn)負(fù)增長．因此C點(diǎn)比D點(diǎn)積累有機(jī)物多．
③圖中C代弄最偏右，表示光合作用積累的氧氣最多．CD段表示天平指針開始回偏，說明此時(shí)呼吸作用大于光合作用．B點(diǎn)光合大于呼吸，指針右偏，D點(diǎn)與B點(diǎn)相比指針開始回偏，即偏左．因?yàn)榭傮w光合產(chǎn)生的氧氣為正值，指針仍在平衡點(diǎn)右側(cè)．
（3）從能量輸入水稻葉肉細(xì)胞到能被生命活動(dòng)所直接利用，需要經(jīng)過光合作用和呼吸作用，在光合作用過程中，光能→ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能；而在呼吸作用過程中有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能又會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能和熱能．
（4）分析實(shí)驗(yàn)裝置可知，實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是裝置中水稻光合作用產(chǎn)生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．
故答案為：
（1）改變燈泡與裝置間的距離
（2）①A   右   
②光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等 
③呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度  左 
（3）光能→ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍的化學(xué)能
（4）該裝置中水稻光合作用產(chǎn)生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

點(diǎn)評(píng)：本題考查了光合作用與呼吸作用的有關(guān)知識(shí)，設(shè)置的情景較新穎，干擾項(xiàng)較多，需要運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)解決生物問題，所以能夠較好地對(duì)學(xué)生綜合能力進(jìn)行考查．