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(huán)境因素對(duì)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(shí)間，探究光照強(qiáng)度和溫度對(duì)大葉黃楊光合速率的影響，裝置如下圖所示，請(qǐng)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(shí)間，發(fā)現(xiàn)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(qiáng)度對(duì)光合作用速率的影響時(shí)，通過調(diào)節(jié)白熾燈與燒杯之間的距離來實(shí)現(xiàn)對(duì)自變量的控制，是否存在不合理之處，為什么？____________________。

（3）在圖中坐標(biāo)系內(nèi)用實(shí)線畫出葉圓片開始上浮所用時(shí)間與距離的數(shù)學(xué)模型，用虛線畫出相同時(shí)間內(nèi)葉圓片浮起個(gè)數(shù)與距離的數(shù)學(xué)模型（不存在距離太近時(shí)，環(huán)境因素對(duì)葉圓片造成損傷的問題）____________

Answer 1

【答案】葉圓片進(jìn)行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉圓片細(xì)胞間隙中的O2積累，使葉圓片上浮用 注射器抽出細(xì)胞間隙的空氣 存在不合理之處，因?yàn)榘谉霟艟酂�杯的距離不同，輸入燒杯的熱量也不同，會(huì)改變燒杯中溶液的溫度

【解析】

1、植物光合作用過程中產(chǎn)生氧氣，可以用氧氣的產(chǎn)生量表示光合作用的強(qiáng)度，在一定的范圍內(nèi)，隨光照強(qiáng)度增加，光合作用增強(qiáng)，釋放的氧氣量增加，光照強(qiáng)度可以用不同功率的電燈泡或相同燈泡與實(shí)驗(yàn)裝置之間的距離控制光照強(qiáng)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(dòng)的距離表示有氧呼吸強(qiáng)度；

3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循對(duì)照原則和單一變量原則。無關(guān)變量相同且適宜。

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

（2）由題意知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)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(qiáng)度減弱，光合作用強(qiáng)度降低，氣泡產(chǎn)生的速率下降，隨著時(shí)間推移水中二氧化碳含量下降，光合作用強(qiáng)度降低，氣泡產(chǎn)生的速率下降。本實(shí)驗(yàn)沒有嚴(yán)格遵循單一變量原則，存在不合理之處，因?yàn)闊o關(guān)變量白熾燈距燒杯的距離不同，輸入燒杯的熱量也不同，會(huì)改變燒杯中溶液的溫度，影響酶的活性。

（3）距離越近，光照強(qiáng)度和溫度均會(huì)增加，因此葉圓片開始上浮所用時(shí)間會(huì)越短，與此同時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)浮起的葉片越多。反映在曲線上，前者曲線呈正相關(guān)變化（實(shí)線），后者呈負(fù)相關(guān)變化（虛線）。圖示如下：