Question

20．为探究“植物的呼吸作用和光合作用”，某同学在老师的指导下设计了图甲所示的装置，图乙为C装置叶片在晴朗的夏季一天内呼吸作用和光合作用的变化曲线．据图回答下列问题：（提示：氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的作用）

（1）为了确保实验的科学性，该兴趣小组的同学对图甲中的叶片先进行了暗处理，这样做的目的是把叶片内原有的淀粉运走耗尽．
（2）图甲所示的实验设计能探究水、光、二氧化碳等因素对光合作用的影响．
（3）一段时间后，抽取B装置中的气体注入澄清的石灰水中，出现的现象是澄清的石灰水变浑浊，原因是呼吸作用释放了大量的二氧化碳．
（4）D装置弯玻璃管中红墨水的移动方向是向左（填写向左、向右或者不动）．图乙中的曲线Ⅱ与D装置内叶片的生理活动相对应．
（5）对图甲C装置中的叶片进行脱水称重，欲使其质量最大，结合图乙中的曲线应选择18点左右摘取叶片．

Answer 1

分析 （1）《绿叶在光下制造有机物》的实验步骤：暗处理→部分遮光→光照→摘下叶片→酒精脱色→漂洗加碘→观察颜色．实验要点：光合作用需要光、光合作用的原料是二氧化碳和水、光合作用制造淀粉、碘遇到淀粉变蓝色，酒精溶解叶片中的叶绿素．关键是确定控制实验变量、设置对照实验．
（2）光合作用与呼吸作用的关系如表：

	区别					联系
	场所	原料	条件	产物	能量
光合作用	叶绿体	二氧化碳、水	光	有机物、氧气	储存能量	相互联系 相互依存
呼吸作用	所有的活细胞	有机物、氧气	有无光皆可	二氧化碳、水	释放能量

（3）植物的蒸腾作用是指植物体内的水通过气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的过程．
（4）从图甲所示的实验装置来看，该生物兴趣小组设计了两组对照实验：A叶片是以水分为变量的对照试验，目的是探究光合作用的原料是水；B叶片和C叶片是以光为变量形成一组对照实验，目的是探究光合作用的条件是光；C叶片和D叶片以二氧化碳（氢氧化钠溶液有吸收二氧化碳的作用）为变量形成一组对照实验，目的是探究光合作用的原料是二氧化碳；图乙中，曲线Ⅰ表示光合作用、曲线Ⅱ表示呼吸作用．

解答 解：（1）选作实验的植物实验前已经进行了光合作用，里面储存了丰富的有机物（淀粉）．如不除去会对实验结果造成影响．所以“为了确保实验的科学性，该兴趣小组的同学对图甲中的叶片先进行了暗处理”，这样做的目的是把叶片内原有的淀粉运走耗尽．
（2）图甲中，A叶片割断主叶脉，导管被切断，这样A叶片的前端部分就得不到从根运输来的水分，因此，A叶片割断处的前端和后端部分就形成以水为惟一变量的对照实验组；B叶片和C叶片，唯一不同的变量是光，是以光为变量的对照实验；C叶片和D叶片，唯一不同的变量是二氧化碳，是以二氧化碳为变量的对照实验．因此，图甲所示的实验设计能探究水、光、二氧化碳等因素对光合作用的影响．
（3）B装置中叶片不能进行光合作用，而进行呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．因此“一段时间后，抽取B装置中的气体注入澄清的石灰水中”，出现的现象是澄清的石灰水变浑浊，原因是呼吸作用释放了大量的二氧化碳．
（4）D装置中叶片进行呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳，而释放的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收了．导致D装置中气体减少，气压降低．因此D装置弯玻璃管中红墨水的移动方向是向左（填写向左、向右或者不动）．
　　图乙中，曲线Ⅰ主要在6～18点有光时进行，因此曲线Ⅰ表示光合作用；曲线Ⅱ在0～24点都能进行，因此曲线Ⅱ表示呼吸作用．D装置内的叶片不能进行光合作用，而能进行呼吸作用．所以图乙中的曲线Ⅱ与D装置内叶片的生理活动相对应．
（5）光合作用制造有机物，光合作用的时间越长，制造的有机物越多，叶片脱水后质量越大．因此，“对图甲C装置中的叶片进行脱水称重，欲使其质量最大”，结合图乙中的曲线应选择18点左右摘取叶片．
故答案为：（1）把叶片内原有的淀粉运走耗尽
（2）水、光、二氧化碳
（3）澄清的石灰水变浑浊；呼吸作用释放了大量的二氧化碳
（4）向左；Ⅱ
（5）18

点评 解答此类题目的关键是理解掌握绿叶在光下制造有机物的实验以及对照实验的特点．