Question

某生物兴趣小组的同学利用下图透明装置研究CO₂含量和光照强度对某绿色植物的影响．实验时用生长发育状况一致的植株在室温25℃下进行，通过缓冲液调节保持密闭空间内CO₂浓度．对各组实验装置精确测量的液滴移动数值记录于下表．根据图表分析回答：

组别	实验条件		液滴移动（mm/h）
	光照（lx）	CO2（%）
…	…	…	…
6	800	0.03	右移60
7	1000	0.03	右移90
8	1000	0.05	右移112
9	1500	0.05	右移112
10	1500	0.05	右移90
…	…	…	…

（1）本实验的自变量是

 

．
（2）表格中每组装置中液滴右移的生理原因是

 

．影响第6组和第9组结果的主要因素分别是

 

．
（3）图中第7、8两组显示此时限制光合作用速度的主要因素是

 

．
（4）若给植株添加H₂¹⁸O，一段时间后空气中

 

（能、不能）检测到¹⁸O₂，实验结束后，在叶片产生的糖类中

 

（能、不能）检测到¹⁸O．
（5）若将植株在该培养液中培养较长一段时间后，发现有部分叶片开始发黄，可能是缺乏大量元素

 

而造成的．此元素通过

 

方式进入植物细胞．
（6）若将该装置放置于黑暗条件下，则短时间内装置中毛细刻度管内的液滴应向

 

方向移动，原因是

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：结合题意分析图解：实验中植物既进行呼吸作用也进行光合作用．当呼吸作用强度大于光合作用强度时，氧气减少而二氧化碳增多，但多余的二氧化碳会被缓冲液吸收，所以气体总量减少，液滴会左移；当呼吸作用强度小于光合作用强度时，氧气增多而二氧化碳减少，但缓冲液能维持环境中二氧化碳的浓度，所以气体总量增加，液滴会右移．
表格中可以看出，通过改变光照强度和二氧化碳浓度来观察液滴的移动距离．

解答： 解：（1）表中中可以看出，不同实验组合中光照强度和二氧化碳浓度均改变，因此本实验的自变量是光照强度和CO₂浓度．
（2）当光合作用大于呼吸作用时，产生的氧气大于呼吸作用消耗，而二氧化碳量由缓冲液进行调节，因此使表格中每组装置中液滴均右移．6、7两组实验可为一组对照实验，实验的自变量为光照强度，二氧化碳浓度相同；8、9两组可视为一组对照实验，自变量为光照强度，但是液滴移动的距离相等，说明已经达到光饱和点，因此限制因素为CO₂浓度．
（3）图中第7、8两组的光照强度相同，二氧化碳浓度不同，因此此时限制光合作用速度的主要因素是二氧化碳浓度．
（4）若给植株添加H₂¹⁸O，该水将会用于光合作用的光反应，光反应中水发生光解产生氧气和[H]，因此一段时间后空气中能检测到¹⁸O₂；在有氧呼吸的第二阶段，水会和丙酮酸生成二氧化碳，而二氧化碳又能用于光合作用的暗反应，最终在叶片产生的糖类中也能检测到¹⁸O．
（5）镁是合成叶绿素的主要元素，植物缺镁会导致叶片发黄．镁在土壤溶液中呈离子形式存在，因此运输的方式属于主动运输．
（6）若将该装置放置于黑暗条件下，则短时间内装置中毛植物只能进行呼吸作用．由于呼吸作用过程中吸收氧气，释放二氧化碳，CO₂被缓冲液吸收，因此导致装置中气体总量减少，使细刻度管内的液滴向左方向移动．
故答案为：
（1）光照强度和CO₂浓度
（2）光合作用产生的氧气大于呼吸作用消耗的氧气    光照强度和CO₂浓度
（3）二氧化碳浓度   
（4）能     能
（5）Mg     主动运输
（6）左     黑暗下呼吸作用产的CO₂被缓冲液吸收，但会消耗装置内氧气

点评：本题具有一定的难度，考查影响光合作用的环境因素、光合作用和呼吸作用过程中水中氧元素的转移途径、主动运输等相关知识，本题将两种重要代谢作用的关系设计在一个密闭的装置中，同时又用缓冲液来调节装置中二氧化碳量，在解题时能够运用单一变量的原则分析实验表格．