Question

研究人員以某植物為材料，利用多套圖甲裝置，對影響光合作用的各種環(huán)境因素進行研究．

（1）植物的光合作用屬于同化作用，呼吸作用屬于異化作用，當同化作用大于異化作用的時生物長大，圖乙曲線CD段CO₂濃度上升的原因是

 

，EF段產生的原因是

 

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（2）圖甲中活塞開關的作用是用來調節(jié)

 

，水浴的目的是

 

．
（3）某同學為了探究植物在一根普通蠟燭光的作用下能否生長，對圖甲的裝置進行了改裝問他應該進行怎么樣的改裝？（假設植物空間的氧氣足夠蠟燭燃燒2小時且燃燒時吸收的氧氣等于放出的二氧化碳）

 

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（4）該同學改裝成功后完成實驗，預測實驗結果并給出實驗結論

 

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Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：分析圖解：圖甲實驗裝置中，如果燒杯中放置二氧化碳緩沖液，并且提供光照，該緩沖液可以為光合作用提供穩(wěn)定的二氧化碳來源，此時裝置中變化的氣體是氧氣，因此左側的水柱高度能夠表示凈光合速率強度；如果燒杯中放置NaOH溶液，并且提供黑暗條件，由于該溶液可以吸收裝置中的二氧化碳，因此變化的氣體量仍為氧氣量，此時該值可以表示呼吸速率．
圖乙中，AC段植物只進行呼吸作用，C0₂含量上升；CD段，光合作用速率小于呼吸作用速率，C0₂濃度上升；D點時，光合作用速率等于呼吸作用速率；DG段，光合作用速率小于呼吸作用速率，C0₂含量減少；G點時，光合作用速率等于呼吸作用速率；GH段，光合作用速率小于呼吸作用速率，C0₂含量上升．

解答： 解：（1）圖乙中CD段（早上6點～10點），光合作用速率小于呼吸作用速率，導致玻璃容器中C0₂濃度上升．EF段為中午12點左右，此時由于溫度過高蒸騰作用過強，為了減少水分散發(fā)，氣孔關閉，導致二氧化碳供應不足，光和作用減弱．
（2）圖甲中打開裝置的活塞開關，使U形管兩側液面如圖所示，關閉活塞，這樣可以使容器內的氣壓與外界氣壓相等；而水浴維持整個裝置在設定的溫度下完成．
（3）分析題意可知，該同學為了“探究植物在一根普通蠟燭光的作用下能否生長”，因此需將光照去除，在燒杯的旁邊點上蠟燭，并且在裝置中的燒杯內放入二氧化碳緩沖液，以提供光合作用所需的充足的二氧化碳．
（4）若A側的液面高于B側，說明植物通過光合作用和呼吸作用之后氧氣還有釋放，即光合作用大于呼吸作用，則表明植物在一根普通蠟燭光的作用下可以生長；若A側的液面低于或等于B側，說明光合作用產生的氧氣低于或等于呼吸作用消耗的氧氣，因此植物在此條件下不可以生長．
故答案為：
（1）呼吸速率大于光合速率　溫度過高蒸騰作用過強，為了減少水分散發(fā)，氣孔關閉二氧化碳供應不足，光和作用減弱
（2）容器內外的氣壓平衡　維持整個裝置在設定的溫度下完成實驗
（3）在燒杯的旁邊點上蠟燭；將光照去除；燒杯內放入二氧化碳緩沖液
（4）若A側的液面高于B側，則可以生長　若A側的液面低于或等于B側，則不可以生長

點評：本題考查了探究光合速率和呼吸速率的實驗設計等方面的知識，意在考查考生分析實驗裝置的能力和實驗設計的能力，具有一定的難度，對考生的能力要求較高．考生要能夠明確NaHCO₃溶液和NaOH溶液在該探究實驗中的作用；并且能夠從曲線中獲取有效解題信息．