Question

10．某中学生物兴趣小组在暑假开展了对作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置．并分析回答有关问题．注：A为开关；B为玻璃钟罩；C为转基因作物；D为烧杯（内装有NaHCO₃或NaOH溶液）；E为红墨水滴；F为直尺
Ⅰ．实验步骤：
（1）先测定植物的呼吸作用强度，甲乙装置D中应放入NaOH，实验组是甲_ 装置，方法步骤是：（略）
（2）测定植物的净光合作用强度，甲乙装置D中应放入NaHCO₃，对照组是乙装置，方法步骤是：（略）
（3）实验操作30分钟后，记录甲、乙两装置红墨水滴移动情况：

		实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物 呼吸作用	甲装置	左 （填左或右）移2.5厘米
	乙装置	右移0.5厘米
测定植物净 光合作用	甲装置	右（填左或右）移4.5厘米
	乙装置	右移0.5厘米

Ⅱ．实验分析：假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g．那么该植物的呼吸作用速率是6g/小时．白天光照15小时，一昼夜葡萄糖的积累量是66g．（不考虑昼夜温差影响）

Answer 1

分析 本题以装置图为信息载体，综合考查光合作用和呼吸作用．通过相同的装置分析可知，测定植物的呼吸作用强度和光合作用的不同在于装置D中所放入的液体的不同．若该装置测定细胞呼吸作用强度时，甲乙两装置的D中都放入NaOH溶液，吸收二氧化碳，因此液滴的移动就来自于氧气的吸收量，液滴向左移动；此外还要排除光合作用的影响．若该装置测定植物的净光合作用强度时，甲乙两装置的D中都放入NaHCO₃溶液，提供原料二氧化碳，因此液滴的移动就来自于氧气的释放量，液滴向右移动，同时提供光合作用发生的适宜条件．

解答 解：Ⅰ．（1）测定植物的细胞呼吸强度，方法步骤如下：①甲装置的D中放入NaOH溶掖，乙装置的D中放入等量的NaOH溶液．②将装置甲、乙的玻璃钟罩遮光处理，放在温度等相同环境中．③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度．甲装置为实验组，乙装置为对照组．
（2）测定植物的净光合作用强度，方法步骤是：①甲、乙两装置的D中都放入NaHCO₃溶液，装置乙作对照组；②将装置甲、乙放在光照充足、温度等相同的环境中；③30分钟观察、记录红墨水滴移动情况．
（3）测定植物细胞呼吸速率时，实验中NaOH溶液可以吸收二氧化碳，所以消耗的氧气使密闭环境中气体减少，压强降低，水滴向左移动．测定光合作用速率时，实验中NaHCO₃溶液可以释放二氧化碳，所以产生的氧气使密闭环境中气体增加，压强升高，水滴向右移动．
Ⅱ．测定植物细胞呼吸速率时，对照组右移0.5厘米，实验组左移2.5厘米，说明实验30分钟后细胞呼吸使水滴左移3厘米，所以每小时分解葡萄糖6g；测定光合作用速率时，水滴移动的速率为2×（4.5-0.5）=8厘米/小时，所以每天的积累量为8×15-（24-15）×6=66g．
故答案为：
Ⅰ．（1）NaOH  甲
（2）NaHCO₃   乙
（3）左　右
Ⅱ．6　 66

点评 本题意在考查学生对知识的理解能力．光合作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．要注意，对于绿色植物来说，在有光的条件下可以进行光合作用，也可以进行细胞呼吸，在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究细胞呼吸与光合作用的关系．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．