Question

5．為了探究光照強(qiáng)度對(duì)綠色植物光合速率的影響，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了下列探究實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)過程中溫度等條件均保持適宜，水中的溶氧和CO₂、細(xì)胞的無氧呼吸均忽略不計(jì)．請(qǐng)?jiān)诮o出的實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)：
材料用具：新鮮的菠菜葉、3%的NaHCO₃溶液、打孔器、注射器、燒杯、25W、50W、75W、100W臺(tái)燈、溫度計(jì)、酒精燈、秒表等．
實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟一：選取生長(zhǎng)發(fā)育狀況良好的菠菜葉，用打孔器制取葉圓片若干，放入盛有蒸餾水的燒杯中，葉圓片均浮于水面．
步驟二：分別將制備的葉圓片放入已吸入適量蒸餾水的注射器，用手指堵住注射器前端管口，用力向后拉注射器推柄3～4次，取出葉圓片放入蒸餾水中，葉圓片均沉入水底，備用．
步驟三：取四只燒杯，編號(hào)，分別加入50mL（等量的）3%的NaHCO₃溶液和5張（等量）的葉圓片，葉圓片均勻分布在水底．
步驟四：將四只燒杯分別置于25W、50W、75W、100W臺(tái)燈前25cm處，同時(shí)開啟電源并計(jì)時(shí)，觀察并記錄每個(gè)葉圓片浮到水面所需時(shí)間．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：

光源	每個(gè)葉圓片上浮到水面所需時(shí)間（min）
	第1片	第2片	第3片	第4片	第5片
25W	6.00	6.56	7.35	8.39	11.20
50W	3.60	4.33	6.15	7.25	9.67
75W	3.40	4.17	5.32	6.22	7.39
100W	3.20	4.03	5.12	5.33	5.33

請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析回答：
（1）補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟三50mL（等量的）3%的NaHCO₃溶液和5張（等量）的葉圓片；
補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟四觀察并記錄每個(gè)葉圓片浮到水面所需時(shí)間．
（2）該實(shí)驗(yàn)中的自變量是光照強(qiáng)度，該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量除溫度外，還包括NaHCO₃溶液濃度（量）（或葉圓片數(shù)量）（至少寫出兩點(diǎn)）等．
（3）光照一段時(shí)間后，燒杯中的葉圓片慢慢浮到水面的原因是葉圓片光合作用大于呼吸作用，葉肉細(xì)胞間隙中的O₂增加，使葉圓片上浮．
（4）在答題卡所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系中畫出該實(shí)驗(yàn)中不同光照強(qiáng)度下每組葉圓片上浮到水面平均所需時(shí)間的柱狀圖．

（5）根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能否確定100W是該條件下菠菜葉片的最適光照強(qiáng)度？不能．請(qǐng)你為進(jìn)一步探究提出合理建議：以一定梯度設(shè)置75W以上光照強(qiáng)度，進(jìn)一步測(cè)定相應(yīng)的光合速率（葉圓片浮到水面所需時(shí)間）．

Answer 1

分析 探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，因此實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)中利用不同功率的燈泡表示不同的光照強(qiáng)度；因變量應(yīng)該是反映光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)，如氧氣的產(chǎn)生量，實(shí)驗(yàn)中的觀察因變量為每個(gè)葉圓片浮到水面所需時(shí)間．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)需要不斷補(bǔ)充二氧化碳，并且實(shí)驗(yàn)的因變量是葉圓片的上浮時(shí)間，并且無關(guān)變量要保持相同且適宜，因此實(shí)驗(yàn)步驟三中需要向燒杯中分別加入50mL（等量的）3%的NaHCO₃溶液和5張（等量）的葉圓片；實(shí)驗(yàn)的因變量是葉圓片的上浮時(shí)間，因此步驟四需要觀察并記錄每個(gè)葉圓片浮到水面所需時(shí)間．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，該�?shí)驗(yàn)中的自變量是光照強(qiáng)度，該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量除溫度外，還包括NaHCO₃溶液濃度、NaHCO₃溶液量、葉圓片數(shù)量等．
（3）光照一段時(shí)間后，由于葉圓片光合作用大于呼吸作用，葉肉細(xì)胞間隙中的O₂增加，使葉圓片上浮．
（4）每組實(shí)驗(yàn)中有5個(gè)葉圓片，首先計(jì)算每組葉圓片上浮的平均時(shí)間，即25W時(shí)間=（6.00+6.56+7.35+8.39+11.20）÷5=7.9，依次計(jì)算出其它時(shí)間分別為：6.2、5.3、4.6，由此畫出該實(shí)驗(yàn)中不同光照強(qiáng)度下每組葉圓片上浮到水面平均所需時(shí)間的柱狀圖．

（5）根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能確定100W是該條件下菠菜葉片的最適光照強(qiáng)度，如果進(jìn)一步探究，可以以一定梯度設(shè)置75W以上光照強(qiáng)度，進(jìn)一步測(cè)定相應(yīng)的光合速率（葉圓片浮到水面所需時(shí)間）．
故答案為：
（1）50mL（等量的）3%的NaHCO₃溶液和5張（等量）的葉圓片 觀察并記錄每個(gè)葉圓片浮到水面所需時(shí)間 （2）光照強(qiáng)度 NaHCO₃溶液濃度（量）（或葉圓片數(shù)量）
（3）葉圓片光合作用大于呼吸作用，葉肉細(xì)胞間隙中的O₂增加，使葉圓片上浮
（4）

（5）不能 以一定梯度設(shè)置75W以上光照強(qiáng)度，進(jìn)一步測(cè)定相應(yīng)的光合速率（葉圓片浮到水面所需時(shí)間）

點(diǎn)評(píng) 本題難度適中，屬于考綱中理解、應(yīng)用層次的考查，考查影響光合作用的環(huán)境因素及探究實(shí)驗(yàn)等方面的相關(guān)知識(shí)，要求考生首先利用單一變量的原則分析實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量，同時(shí)要求考生具有一定的實(shí)驗(yàn)修訂和完善的能力．