Question

9．某校生物兴趣小组的同学用如下装置进行探究活动．装置中隔板与无色透明钟罩之间、隔板中央小孔与玉米植株之间都用凡士林密封．

（1）要探究二氧化碳是光合作用的原料，需将盛有氢氧化钠溶液（可吸收二氧化碳）的小烧杯放入图1装置内．根据探究实验的要求，还应该设置对照实验．对照实验应再设置一组相同的装置，将小烧杯中的氢氧化钠溶液换为等量清水，其他条件均相同．
（2）要探究玉米的呼吸作用是否会产生二氧化碳，图1装置中应放入盛有澄清石灰水的小烧杯，还应将实验装置置于黑暗的环境中，原因是避免光合作用将呼吸作用产生的二氧化碳吸收．
（3）实验过程中应注意向培养液中通入空气，原因是保证玉米的根部细胞能正常进行呼吸作用．
（4）某校生物探究小组利用二氧化碳传感器等设备，测量了图1所示密闭装置中一昼夜二氧化碳浓度的变化，结果如图2．
①造成MN段二氧化碳浓度上升的生理过程是呼吸作用，进行该过程的主要场所是植物细胞内的线粒体．
②在NP段，该装置内氧气的浓度变化是上升，原因是光合作用强度大于呼吸作用．

Answer 1

分析 根据小烧杯内溶液成分的不同，该实验装置可以用来探究植物的光合作用需要二氧化碳、植物的呼吸作用释放二氧化碳，也可以用来观察植物的蒸腾作用散失水分．

解答 解：（1）若小烧杯中的液体是氢氧化钠溶液，则植物所处的环境中缺少二氧化碳，如果再设计另一套相同的实验装置，将小烧杯中的液体换成等量清水，清水不吸收二氧化碳．其他条件和设置都相同，则形成一组以二氧化碳为变量的对照实验，可以用来验证光合作用的原料是二氧化碳．
（2）若小烧杯中的液体是澄清的石灰水，将装置放在黑暗处后，由于在黑暗环境中植物不能进行光合作用，只进行呼吸作用，避免光合作用将呼吸作用产生的二氧化碳吸收；一段时间后，钟罩内会积聚大量大量的二氧化碳气体，这些气体会使澄清的石灰水变浑浊；从而证明植物的呼吸作用释放二氧化碳．
（3）实验过程中应注意需要每天向培养液内泵入空气，以保证玉米的根部细胞能正常进行呼吸作用．
（4）图示2表示一昼夜内图1所示密闭装置中一昼夜二氧化碳浓度的变化，之所以出现这种曲线，是因为该密闭装置中的蔬菜在光下进行光合作用吸收二氧化碳的量要大于植物进行呼吸作用释放的二氧化碳的量；因此造成MN段二氧化碳浓度上升的生理过程是呼吸作用，此时没有光照，植物只进行呼吸作用，呼吸作用的场所在细胞的线粒体内；
曲线在NP段内逐渐下降，是因为大棚内的蔬菜在光下进行光合作用吸收二氧化碳的量要大于植物进行呼吸作用释放的二氧化碳的，该装置内氧气的浓度变化是上升．
故答案为：（1）等量清水
（2）黑暗；避免光合作用将呼吸作用产生的二氧化碳吸收
（3）保证玉米的根部细胞能正常进行呼吸作用
（4）呼吸作用；线粒体；上升；光合作用强度大于呼吸作用

点评 解答此题的关键是熟练掌握绿色植物的呼吸作用、光合作用和蒸腾作用，并能够通过实验现象对呼吸作用、光合作用和蒸腾作用的原料和产物做出正确的判断．