Question

12．某兴趣学习研究性小组利用下列装置研究CO₂含量以及光照强度对某种绿叶光合作用的综合影响．实验过程用同种、状况相同的若干新鲜叶片在室温25℃下进行，通过缓冲液调节使密闭小室空间内CO₂的浓度保持相对恒定．对相应装置精确测量的结果如表．请分析回答：

组别	实验条件		液滴移动（mL/h）
	光强（lx）	CO2（%）
1	800	0.03	右移6.0
2	1000	0.03	右移9.00
3	1000	0.05	右移11.2
4	1500	0.05	右移11.2
5	1500	0.03	右移9.0

（1）实验测得的液滴移动的距离表示：（实验时间内）该叶片光合作用释放O₂量与呼吸作用吸收O₂量的差值．
（2）第三组装置中液滴右移的生理原因是：光合作用产生的O₂大于呼吸作用消耗的O₂．第3、4两组的结果相同，限制4装置光合作用的非生物因素主要是CO₂浓度．
（3）装置虽置于25℃环境下，但有同学认为液滴移动的量不一定真正代表光合作用释放O₂的量，因为光照引起的温度变化（升高）会导致密闭小室内气体的物理性膨胀．因此，实验方案应再作相应改善．
（4）某同学认为本实验不能令人信服地说明光照强度和CO₂浓度的相互作用，使光合作用进一步增强．该研究小组又增设一组实验，你认为该组的条件组合是：光强为800Lx，CO₂浓度为0.05%．

Answer 1

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）根据题意可知，装置中由于具有缓冲液，因此CO₂浓度保持相对稳定，因此气压变化有由于氧气引起的，因此实验测得的液滴移动的距离表示（实验时间内）该叶片光合作用释放O₂量与呼吸作用吸收O₂量的差值．
（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．3、4两组实验可为一组对照实验，实验的自变量为二氧化碳浓度，因此限制因素为CO₂浓度．
（3）装置虽置于25℃环境下，但有同学认为液滴移动的量不一定真正代表光合作用释放O₂的量，因为光照引起的温度变化（升高）会导致密闭小室内气体的物理性膨胀．因此，实验方案应再作相应改善．
（4）某同学认为本实验不能令人信服地说明光照强度和CO₂浓度的相互作用，使光合作用进一步增强．分析表格可知，实验中缺乏光强为800Lx，CO₂浓度为0.05%的实验组．
故答案为：
（1）（实验时间内）该叶片光合作用释放O₂量与呼吸作用吸收O₂量的差值
（2）光合作用产生的O₂大于呼吸作用消耗的O₂        CO₂浓度
（3）温度变化（升高）
（4）光强为800Lx，CO₂浓度为0.05%

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．