Question

对农作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指导我们的农业生产。下面是某小组利用玉米植株所做的相关实验及结果，装置中隔板与无色透明钟罩之间以及隔板中央小孔与玉米茎之间都用凡士林密封，钟罩内放-盛有某种液体的小烧杯，隔板上留有带盖的空气补给孔a。

（1）若小烧杯中的液体是氢氧化钠溶液（可吸收二氧化碳），则要探究的是图一中植物的光合作用中_____（箭头填序号）所表示的物质，应该怎样设计对照实验？ ____________。

（2）若小烧杯中的液体是澄清的石灰水，要探究玉米呼吸作用是否会产生二氧化碳，应将装置置于______的环境中，原因是 _______________________________。

（3）实验过程中应注意向培养液中适时通入空气，原因是________________________。

（4）由图三可知，在温度最适时，与M点相比，N点单株光合强度明显减弱。原因是种植密度过大，叶片彼此遮挡，通风不畅，____和____是光合作用影响有关的外界因素。当温度升高后，M值会_____ （填“ 增大”或“减小”）。

（5）有些地区用燃烧的方法处理农田中的大量玉米秸秆，秸秆在燃烧时放出的热能最终来源于____。 秸秆燃烧后只留下少量的灰分，这些灰分是作物在生长过程中从土壤中吸收的______除了灰分以外，构成秸秆的其他物质，在燃烧过程中以______、______等气体形式散失到大气中。

Answer

① 设计两组一样的实验装置，其中A组放置NaOH溶液，B组加入等量清水 黑暗 防止光合作用干扰实验 呼吸作用需要氧气 光照 空气（CO2） 减小 太阳能 无机盐 二氧化碳 水蒸气

【解析】

绿色植物的光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；呼吸作用吸收氧气，释放出二氧化碳，根据图一中箭头可判断，当此图表示光合作用时，①表示二氧化碳，②表示氧气，③表示水，④表示有机物；当此图表示呼吸作用时①表示氧气，②表示二氧化碳。图示二，从实验装置来看，该同学设计的实验因小烧杯里的液体的不同，而有不同的实验目的：当小烧杯里的液体是澄清的石灰水时，是为了验证植物的呼吸作用释放二氧化碳；当小烧杯里的液体是氢氧化钠溶液时，是为了验证光合作用的原料是二氧化碳。

（1）绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。若图一表示光合作用，则①表示二氧化碳，②表示氧气，③表示水，④表示有机物。氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，探究的问题是二氧化碳是光合作用的原料，设置一组对照实验，其中A组加入氢氧化钠溶液，B组加入等量的清水。因此，若小烧杯中的液体是氢氧化钠溶液（可吸收二氧化碳），则要探究的是图一中植物的光合作用中①所表示的物质，对照实验设计是设计两组一样的实验装置，其中A组放置NaOH溶液，B组加入等量清水，除变量不同以外，其它的实验条件均相同。

（2）若小烧杯中的液体是澄清的石灰水，将装置放在黑暗处后，由于在黑暗环境中植物不能进行光合作用，避免光合作用干扰实验，只进行呼吸作用，一段时间后，钟罩内会积聚大量的二氧化碳气体，这些气体会使澄清的石灰水变浑浊，从而证明植物的呼吸作用释放二氧化碳。因此，若小烧杯中的液体是澄清的石灰水，要探究玉米呼吸作用是否会产生二氧化碳，应将装置置于黑暗的环境中，原因是防止光合作用干扰实验。

（3）呼吸作用是植物体吸收氧气，分解有机物为二氧化碳和水，并释放出能量。因此，实验过程中应注意向培养液中适时通入空气，原因是呼吸作用需要氧气。

（4）光合作用的强度除受二氧化碳浓度的影响外，还受温度、光照强度等因素的影响。由图三可知随种植密度增大，田间的通风、透光条件都变差，与M点比，限制N点光合强度的外界因素是光照、CO2浓度，在栽培农作物时要注意合理密植。在一定范围内，随温度升高光合作用增强。因此，由图三可知，在温度最适时，与M点相比，N点单株光合强度明显减弱。原因是种植密度过大，叶片彼此遮挡，通风不畅，光照和空气（二氧化碳）是光合作用影响有关的外界因素。当温度升高后，M值会减小。

（5）农作物在生长过程中通过光合作用制造有机物，并将光能储存在这些有机物内，秸秆在燃烧时放出的热量就是作物在生长过程中通过光合作用贮存的太阳能。秸秆燃烧后留下的少量草木灰是无机物，这些物质是植物在生长过程中由植物的根从土壤中吸收的无机盐。自然界中的物质分为无机物和有机物两大类，有机物是指能够燃烧的物质；秸秆中能够燃烧的物质就是植物通过光合作用制造的有机物，秸秆燃烧时产生的二氧化碳、水蒸气、二氧化硫、二氧化氮等气体散失到大气中，造成大气污染。因此，有些地区用燃烧的方法处理农田中的大量玉米秸秆，秸秆在燃烧时放出的热能最终来源于太阳能。 秸秆燃烧后只留下少量的灰分，这些灰分是作物在生长过程中从土壤中吸收的无机盐，除了灰分以外，构成秸秆的其他物质，在燃烧过程中以二氧化碳和水蒸气等气体形式散失到大气中。