Question

（11分）某科学工作者为研究最适合黑藻生长的光照强度，设计了下面的实验：首先取6等分黑藻分别放入6个加入等量0．01g／mLNaHCO₃溶液后用冷开水充满的广口瓶中；然后将6套装置放入暗室中，用20W、50W、75W、100W、200W和500W的台灯等距离地分别照射1- 6号装置， 30min后停止光照，测量光合作用产生的O₂体积（密闭广口瓶内的水受到O₂的排挤会从排水口一滴滴流到量筒里,根据量筒内接收的水的体积即可计算出产生的氧气体积。）实验结果如下表

不同条件下氧气的释放量（mL）
组次	20W（1号）	50W（2号）	75W（3号）	100W（4号）	200W（5号）	500W（6号）
一	1．8	5．0	9．0	12．0	21．0	19．0
二	1．8	5．3	8．0	11．5	20．0	18．0
三	2．0	5．0	8．0	12．0	20．0	19．0
平均值	1．87	5．1	8．3	11．83	20．3	18．70

请分析回答有关问题：

（1）该实验中的自变量是 　　　   。列出实验中的两个控制变量（无关变量）   　　   。

（2）6套装置各瓶中均加入约 500mL0．01g／mLNaHC0₃溶液，其作用是____________。

（3）上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量，其原因是  　　　      。

（4）如果在实验过程使用了不同品种的黑藻，则这样设计违背了科学实验的_________原则。

（5）若将5号装置中的黑藻突然移至4号装置的条件下，短时间内光合细胞中ATP含量会________________，C₃含量会_____________。

（6）通过该实验还不能确定最适合黑藻生长的光照强度，请写出该如何开展进一步的探究：___________________________________________________________________________。

（7）该科学工作者还做了另外的实验，发现经过重铬酸钾过滤后(红光透过)的光合作用放氧量比用氨饱和的4%硫酸铜溶液过滤后(蓝紫光透过)的放氧量高，说明________也能影响光合作用强度。

 

Answer 1

【答案】

（1）光照强度    CO₂（或NaHCO₃溶液）、温度、pH、光照时间、黑藻等（2分）（2）（3）黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气（4）单一变量（5）降低 升高（6）在100-500W范围内设置多组梯度进行实验(范围及梯度各1分)（7）光质（波长）

【解析】

试题分析：

（1）该实验的目的是探究最适合黑藻生长的光照强度，所以实验的自变量是光照强度，因变量是氧气的释放量，而CO₂（或NaHCO₃溶液）、温度、pH、光照时间、黑藻等属于无关变量。

（2）NaHC0₃溶液的作用是为光合作用提供CO₂，所以6套装置各瓶中均加入约 500mL0．01g／mLNaHC0₃溶液的目的是保证相同浓度的CO₂供应。

（3）因为黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气，所以上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量，而是光合作用实际产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量的差值。

（4）实验设计时，要遵循对照原则和单一变量原则。该实验的单一变量是光照强度，其他量都要相同且适宜。所以在实验过程使用不同品种的黑藻会违背单一变量原则。

（5）将5号装置中的黑藻突然移至4号装置的条件下，即光照强度减弱，则光反应产生的ATP和[H]减少，影响暗反应中C₃的还原，使C₃的消耗量减少，而短时间内，CO₂的固定不受影响，所以C₃含量会升高。

（6）由表中数据可知，200W时光合速率最大，但不能说明200W是最适合黑藻生长的光照强度，因为光照强度梯度太大，所以要在在100-500W范围内设置多组梯度进行实验作进一步的探究。

（7）红光、蓝紫光属于光质，不同光质是时氧气的释放量不同，说明光质也能影响光合作用强度。

考点：本题考查影响光合速率因素的探究实验，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。