Question

【題目】如圖所示是測定金魚藻光合作用的實驗裝置，容器密閉，其中的液體為一定濃度的碳酸氫鈉溶液，控制溫度恒定且適宜，通過改變光源與密閉容器間的距離用以改變光照強度，光合強度用金魚藻放出的氣泡數來表示。圖表為不同距離下的9個相同裝置5分鐘內產生的氣泡數。請回答下列問題：

光源與容器的距離/（cm）	10	15	20	25	30	35	40	45	50
氣泡數	40	39	30	22	15	5	3	0	0

（1）從實驗結果可以看出，距離為10cm或15cm時，金魚藻產生氣泡的量并無明顯變化，故若要增加15cm處產生氣泡的數量，可在實驗前采取__________的措施。分析光源距離為45cm和50cm時氣泡數為零的原因：______________________________。

（2）光照較長時間后，發現距離較近的組別產生氣泡的速率明顯減慢，產生這一現象的原因是________，直接影響了光合作用的_________，導致_____________積累，抑制光反應，使得_______的產生量減少。

（3）如圖是金魚藻在15cm距離下，氣泡產生速率與碳酸氫鈉溶液濃度的關系，濃度超過25mg·L-1時氣泡數反而下降，分析其原因可能是濃度過高，導致金魚藻細胞_______，影響了金魚藻的生理活動。

（4）實驗過程中，在適宜光照下一段時間后，溶液的pH會___________。

Answer 1

【答案】 適當增加碳酸氫鈉溶液濃度 光合作用產生的氧氣小于或等于呼吸作用消耗的氧氣 容器中二氧化碳（或碳酸氫鈉）逐漸減少 暗反應 [H]和ATP 氧氣 滲透失水(或“質壁分離”） 上升

【解析】試題分析：由題意可知，實驗的自變量為改變光源與燒杯距離即可表示不同的光照強度，因變量為金魚藻放出的氣泡數，代表光合作用強度大小。而實驗過程中溫度條件恒定且適宜，因此該實驗是探究光照強度對植物光合作用的影響。由表格中數據分析看出，隨著光照強度的減弱光合作用強度不斷減弱，在距離為45cm時氣泡數降為0，表明此時凈光合作用釋放氧氣量小于或等于0。分析曲線圖的變化可知，當金魚藻在距離較近的情況下，碳酸氫鈉溶液濃度超過25mg·L-1時氣泡數反而下降，這極可能是碳酸氫鈉溶液濃度逐漸增大，導致金魚藻細胞發生了滲透作用失水，進而影響了金魚藻的生理活動。

(1)從實驗結果可以看出，距離為10cm或15cm時，金魚藻產生氣泡的量并無明顯變化，說明光源距離金魚藻小于15cm時的光照強度下，金魚藻基本都達到了該條件的最大光合速率，若此時還希望增加上浮氣泡數量（即增大光合速率），而溫度是適宜的，則只能增大供給金魚藻的CO2濃度，即適當增加碳酸氫鈉溶液濃度來達到目的。結合前面的分析可知，光源距離為45cm和50cm時氣泡數為零是因為光合作用產生的氧氣小于或等于呼吸作用消耗的氧氣，即凈光合作用速率小于或等于0。

(2) 光照較長時間后，距離較近的組別產生氣泡的速率即凈光合速率明顯減慢，這是由于密閉容器內二氧化碳（或碳酸氫鈉）逐漸減少，直接影響了光合作用的暗反應，導致[H]和ATP積累，抑制光反應，使得氧氣的產生量減少。

(3)結合前面的分析可知，在距離較近時，碳酸氫鈉溶液濃度增大到一定程度之后會導致金魚藻細胞滲透失水而影響其細胞的正常生理活動，所以其光合作用速率不升反降。

(4) 實驗過程中，在適宜光照下一段時間后，由于金魚藻光合速率大于呼吸速率，溶液中CO2之間減少，所以溶液的pH會逐漸上升。