Question

兴趣小组同学设计了图 1 所示的实验装置以探究影响植物光合作用的因素，图中圆盘中心放置光源， 圆孔处放置实验材料。

同学们从同一植株上选取长势相同的叶片为实验材料实验操作如图 2 中的步骤 1、2、3 所示，请分析步骤 3 实验装置的设计及实验现象。

（1）步骤 3 中若将 4、5、6 号针管作为一组实验，由于各针管与光源的____________不同，探究了____________对植物光合作用的影响。

（2）据步骤 2 中信息，若将步骤3中的1、4、7号作为一组实验，由于针管中的溶液不同，探究了____________对植物光合作用的影响。

（3）实验过程中，下沉的小叶片会上浮，原因是____________。

（4）根据光合作用原理，可推测步骤 3 中____________号针管内的叶片上浮最快，理由是____________。

Answer

距离（或“半径”） 光照强度 CO2浓度 小叶片光合作用产生O2，使叶片上浮 ⑦
在实验范围内，⑦号针管距光源的距离最小，光照强度最强，且CO2浓度最高，其光合作用最强，产生的O2最多

【解析】

（1）科学探究的基本过程：提出问题，作出假设，制定计划，实施计划，得出结论，表达与交流。

（2）对照实验是在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验，根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力，一般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组，没有处理的就是对照组。

（3）光合作用是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（如淀粉），并且释放出氧气的过程。其实质是制造有机物，储存能量。

（1）对照实验是在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。分析步骤 3可知，若将 4、5、6 号针管作为一组实验，由于 ④、⑤、⑥号针管与光源的距离不同，从而受到的光照强度也不同，因此该实验探究了光照强度对光合作用的影响。

（2）①号针管中的溶液为蒸馏水，不含二氧化碳；④号针管中的溶液为自来水，含少量的二氧化碳；⑦号针管中为适宜浓度的碳酸氢钠溶液，含大量的二氧化碳。因此各试管中二氧化碳含量不同。由二氧化碳为光合作用的原料之一，故该实验探究了二氧化碳浓度对植物光合作用的影响。

（3）实验过程中，叶片进行光合作用后释放出氧气，氧气附着在叶片上使叶片所受的浮力变大，则叶片会上浮。

（4）光合作用受光照和二氧化碳浓度的影响，光照越强，二氧化碳浓度越高，光合作用越强。实验中⑦针管中叶片距光源距离小，光照强度最强，且CO2浓度最高，其光合作用最强，产生的O2最多，故⑦号针管内的叶片上浮最快。