Question

5．纳米银由于抗菌性能良好而被广泛应用于食物容器、个人护理品等商品中，但其释放到水环境中的风险也引起了研究者的重视．用单细胞小球藻研究纳米银的毒性，开展了如下实验．请回答：
（1）用计数法研究“纳米银”对小球藻生长的抑制情况，结果如图甲，据图可知纳米银在黑暗条件下的毒性更强．
（2）用溶氧法进一步探究不同浓度纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响，进行了如下实验，结果如图乙

①材料用具：不同浓度的纳米银溶液、培养液、小球藻若干、密闭锥形瓶若干、溶氧测定仪、蒸馏水等．
②实验步骤：
第一步：将小球藻平均分为A、B两组，A、B组又各分为6个小组并编号，分别放入密闭锥形瓶中培养．
第二步：A、B组中的实验组都分别加等量的不同浓度的纳米银溶液，对照组加等量蒸馏水．
第三步：A组全部放在4000lx光照条件下培养，B组全部放在黑暗条件下培养，温度等其他条件相同且适宜，培养10min后，检测各个锥形瓶中溶氧量的变化．
③实验结果：如图乙其中系列1表示水体中的初始溶氧量，则系列2表示A组实验数据．若不加纳米银，小球藻的总光合作用速率约为1.0mg/L•min溶解氧．
④综上研究，可得出实验结论：纳米银能抑制光合作用和呼吸作用，且对呼吸作用的抑制更为显著．

Answer 1

分析 （1）分析题干信息可知，该实验的目的是研究“纳米银”对小球藻生长的抑制情况，实验的自变量是不同浓度的纳米银溶液，因变量是小球藻的生长状况，由甲图的实验结果可知，在黑暗的条件下，纳米银对小球藻的抑制作用更强，当纳米银的浓度为4mg/L时，纳米银对小球藻的抑制率高达100%，相同浓度下，对于在光照条件下的小球藻的抑制率较低；
（2）分析题干信息可知，该实验的目的是用溶氧法进一步探究不同浓度纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响，实验的自变量是不同浓度的纳米银溶液，因变量是氧气的释放量，可以用培养液中溶解氧的变化来表示

解答 解：（1）分析甲图可知，相同纳米银浓度下，黑暗时对小球藻生长状况的抑制率比光照条件下更高，因此黑暗条件下纳米银毒性更高．
（2）分析题干信息可知，该实验的目的是探究不同浓度纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响，因此实验分为两大组，一组是黑暗条件下探究纳米银的浓度对呼吸作用的影响，另一组是光照条件下探究纳米银浓度对光合作用的影响，实验的自变量是不同浓度的纳米银溶液；因变量是培养液中氧气的增加量或减少量，曲线中有5个浓度的纳米银溶液，加上空白对照，每一组有6个实验试管，按照实验设计的单一变量原则和对照原则，实验步骤如下：
第一步：将小球澳平均分为A、B两组，A、B组又各分6小组并编号，分别放入密闭锥形瓶中培养；
第二步：A，B组中的实验组都分别加等量的不同浓度的纳米银溶液，对照组加等量蒸馏水；
第三步：A组全部放在4000LX光照条件下培养，B组全部放在黑暗条件下培养，温度等其他条件相同且适量，培养10分钟后，检测各个锥形瓶中溶氧量的变化；
③由于A组是在光照条件下进行的，若初始培养液中氧气浓度是系列1，光合作用过程释放氧气，因此系列2为A组条件下的实验结果，系列3是B组，黑暗条件下的实验结果；小球藻的光合作用强度是指实际光合作用的强度，实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，分析题图可知，10分钟后，不加纳米银的情况下氧气浓度增加了14-6=8mg/L，即净光合作用强度是每分钟为0.8mg/L，黑暗条件下，10分钟后，不加纳米银的氧气浓度为4.5mg/L，即呼吸作用强度是每分钟（6-4.5）mg/L÷10=0.15mg/L，因此实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度=0.8+0.15=0.95≈1.0mg/L．
④分析题图曲线可知，纳米银既能抑制小球藻的呼吸作用也能抑制小球藻的光合作用，而且对呼吸作用的抑制作用更显著．
故答案为：
（1）黑暗
（2）②等量的不同浓度的纳米银溶液　相同且适宜　溶氧量
③2　   1.0
④纳米银能抑制光合作用和呼吸作用，且对呼吸作用的抑制更为显著

点评 本题的知识点是纳米银浓度对光合作用与呼吸作用的影响，分析题干明确实验目的，根据实验目的分析实验变量和实验原理是解题的突破口，对实验设计的单一变量原则和对照原则的应用及分析题图曲线获取信息并根据信息进行推理、判断获取结论是本题考查的重点．