Question

3．科学探究是研究生物学的重要方法，为了探究绿色植物的呼吸作用和光合作用，某生物兴趣小组的同学在老师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．请根据图回答下列问题：（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）仔细观察图甲中的A、B、C、D等处的操作，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Ⅰ和曲线Ⅱ，其中与D装置内叶片的生理活动相对应的哪一曲线？Ⅱ．
（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→选叶遮光→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、光合作用制造淀粉、淀粉遇到碘液变蓝色，酒精溶解叶片中的叶绿素．氢氧化钠吸收二氧化碳．
（2）对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验．
（3）叶脉内有导管和筛管，导管运输水和无机盐；筛管运输有机物．
（5）光合作用和呼吸作用的相互关系：

	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	相互对立 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

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）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．