题目内容
【题目】如图所示是测定金鱼藻光合作用的实验装置，容器密闭，其中的液体为一定浓度的碳酸氢钠溶液，控制温度恒定且适宜，通过改变光源与密闭容器间的距离用以改变光照强度，光合强度用金鱼藻放出的气泡数来表示。图表为不同距离下的9个相同装置5分钟内产生的气泡数。请回答下列问题：
光源与容器的距离/（cm） | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
气泡数 | 40 | 39 | 30 | 22 | 15 | 5 | 3 | 0 | 0 |
（1）从实验结果可以看出，距离为10cm或15cm时，金鱼藻产生气泡的量并无明显变化，故若要增加15cm处产生气泡的数量，可在实验前采取__________的措施。分析光源距离为45cm和50cm时气泡数为零的原因：______________________________。
（2）光照较长时间后，发现距离较近的组别产生气泡的速率明显减慢，产生这一现象的原因是________，直接影响了光合作用的_________，导致_____________积累，抑制光反应，使得_______的产生量减少。
（3）如图是金鱼藻在15cm距离下，气泡产生速率与碳酸氢钠溶液浓度的关系，浓度超过25mg·L-1时气泡数反而下降，分析其原因可能是浓度过高，导致金鱼藻细胞_______，影响了金鱼藻的生理活动。
（4）实验过程中，在适宜光照下一段时间后，溶液的pH会___________。
【答案】 适当增加碳酸氢钠溶液浓度 光合作用产生的氧气小于或等于呼吸作用消耗的氧气 容器中二氧化碳（或碳酸氢钠）逐渐减少 暗反应 [H]和ATP 氧气 渗透失水(或“质壁分离”） 上升
【解析】试题分析：由题意可知，实验的自变量为改变光源与烧杯距离即可表示不同的光照强度，因变量为金鱼藻放出的气泡数，代表光合作用强度大小。而实验过程中温度条件恒定且适宜，因此该实验是探究光照强度对植物光合作用的影响。由表格中数据分析看出，随着光照强度的减弱光合作用强度不断减弱，在距离为45cm时气泡数降为0，表明此时净光合作用释放氧气量小于或等于0。分析曲线图的变化可知，当金鱼藻在距离较近的情况下，碳酸氢钠溶液浓度超过25mg·L-1时气泡数反而下降，这极可能是碳酸氢钠溶液浓度逐渐增大，导致金鱼藻细胞发生了渗透作用失水，进而影响了金鱼藻的生理活动。
(1)从实验结果可以看出，距离为10cm或15cm时，金鱼藻产生气泡的量并无明显变化，说明光源距离金鱼藻小于15cm时的光照强度下，金鱼藻基本都达到了该条件的最大光合速率，若此时还希望增加上浮气泡数量（即增大光合速率），而温度是适宜的，则只能增大供给金鱼藻的CO2浓度，即适当增加碳酸氢钠溶液浓度来达到目的。结合前面的分析可知，光源距离为45cm和50cm时气泡数为零是因为光合作用产生的氧气小于或等于呼吸作用消耗的氧气，即净光合作用速率小于或等于0。
(2) 光照较长时间后，距离较近的组别产生气泡的速率即净光合速率明显减慢，这是由于密闭容器内二氧化碳（或碳酸氢钠）逐渐减少，直接影响了光合作用的暗反应，导致[H]和ATP积累，抑制光反应，使得氧气的产生量减少。
(3)结合前面的分析可知，在距离较近时，碳酸氢钠溶液浓度增大到一定程度之后会导致金鱼藻细胞渗透失水而影响其细胞的正常生理活动，所以其光合作用速率不升反降。
(4) 实验过程中，在适宜光照下一段时间后，由于金鱼藻光合速率大于呼吸速率，溶液中CO2之间减少，所以溶液的pH会逐渐上升。
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