Question

某学生兴趣小组为了探究光照、二氧化碳不足分别对光合作用的影响，将叶片用打孔器打出小圆片数片，抽取小叶圆片内气体使之下沉于冷开水中置于黑暗处备用，实验中根据在不同条件下小叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相对强弱．请回答：
（1）实验1：取一小烧杯，编号A，加入一定量的冷开水；再加入一定量的NaHCO₃粉末，使其在水中溶解；用纱布包裹小烧杯后，置于适宜温度下水浴保温；放入小叶圆片10片，待小叶圆片下沉于水底，将小烧杯置于日光灯下；记录叶片上浮所需时间．
①参照实验1请简要写出实验2应变化的条件：

 

．
②参照实验1请简要写出对照组应变化的条件：

 

（2）实验结果：
实验组1：

 

．
实验组2：

 

．
对照组

 

：．
（3）上述实验的自变量是

 

；上述实验还可以根据

 

推测因变量的变化．
（4）浸没于水中的小叶圆片上浮的原因是

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：解答本题需掌握：实验设计的基本原则有单一变量原则和对照原则；
1、光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段．（1）光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、化合作用的酶．具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢．②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP．此过程将光能变为ATP活跃的化学能．
（2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物．②二氧化碳的还原，三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物．此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能．光反应为暗反应提供了[H]和ATP，[H]和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物．
2、影响光合作用的主要环境因素
（1）、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱．
（2）、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．
（3）、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强．当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．

解答： 解：（1）探究光照、二氧化碳不足分别对光合作用的影响，故实验的自变量为光照强度和二氧化碳浓度，实验设计的原则有单一变量原则和对照原则，故实验2应变化的条件为不加入NaHCO3粉末，不用纱布包裹小烧杯，其余方法与实验组1相同，对照组应变化的条件为不用纱布包裹小烧杯，其余方法与实验组1相同．
（2）探究光照、二氧化碳不足分别对光合作用的影响，故实验的自变量为光照强度和二氧化碳浓度，因变量为一定时间（或同一时间）内上浮的叶圆片数，故对于实验结果，实验组1和2由于光照强度低和二氧化碳浓度低，故光合速率低，导致上浮所需时间长（上浮慢），而对照组叶片上浮所需时间短（上浮快）．
（3）探究光照、二氧化碳不足分别对光合作用的影响，故实验的自变量为光照强度和二氧化碳浓度，因变量为一定时间（或同一时间）内上浮的叶圆片数，上浮的原因是光合作用释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气，叶肉细胞间隙中的氧气增加，叶圆片上浮．
故答案为：
（1）①实验2：不加入NaHCO3粉末，不用纱布包裹小烧杯，其余方法与实验组1相同叶片
②对照组：不用纱布包裹小烧杯，其余方法与实验组1相同
（2）实验组1：叶片上浮所需时间长（上浮慢）
实验组2：叶片上浮所需时间长（上浮慢）
对照组：叶片上浮所需时间短（上浮快）
（3）光照强度、二氧化碳浓度；一定时间（或同一时间）内上浮的叶圆片数
（4）光合作用释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气，叶肉细胞间隙中的氧气增加，叶圆片上浮

点评：本题主要考查实验设计的原则和步骤，意在考查考生对相关知识的理解，把握知识间内在联系的能力．