Question

（12分）水生植物生长时要进行光合作用，请用下列简易装置来测量黑藻的光合作用强度（以单位时间内产生氧气的量表示）。

实验材料和用具：带单孔塞的玻璃瓶，量筒，0．1%的NaHCO₃溶液，新鲜黑藻，大烧杯，乳胶管，U形玻璃细管（有刻度），温度计，沸水，清水等。

（1）本实验的装置里缺少        ，影响光合作用的正常进行，添加        可以得到解决。

（2）某同学利用此装置研究影响光合作用的因素。

Ⅰ．实验步骤：

①取两个上述装置，编号甲、乙。甲、乙两瓶内加入的             完全相同。连接好导管和U形管后，调节U形管的水面高度至固定刻度。

②将甲装置安放在大烧杯中，用             调至预设温度。乙装置作为对照组安放在装有自然温度的等量清水的大烧杯中。

③将甲乙两装置放在光照强度相同且适宜的条件下培养，并开始计时。

④一段时间后，分别测量_____________，根据实验结果，比较在这段时间内甲乙的光合作用强度。

Ⅱ．实验目的：研究____________。

Answer

（每空2分，共12分）（1）CO2 0．1%的NaHCO3溶液

（2）I．实验步骤： ①新鲜黑藻茎段量、添加的各种化学成分等（或是黑藻量、0．1%的NaHCO3溶液量）

②一定量的沸水和清水勾兑 ④甲乙的U形玻璃管两边的液面差（下降和上升的高度和）

Ⅱ．实验目的：温度对黑藻光合作用的影响 （其他合理答案也可）

【解析】（1） 实验装置图显示：实验材料黑藻置于清水中，因清水中缺乏光合作用的原料CO2，影响光合作用的正常进行；生物材料中的0．1%的NaHCO3溶液可提供CO2，因此添加0．1%的NaHCO3溶液可以得到解决。

（2）分析实验步骤和实验装置提供的信息，特别是第②步的“预设温度”可知，本实验目的是探究温度对黑藻光合作用的影响，自变量为温度，因变量是通过单位时间内U形玻璃管两边的液面差的变化来比较在这段时间内黑藻的光合作用强度，此时黑藻的生理状态和数量、光照强度、CO2浓度、水量等均为无关变量；在实验过程中，为了排除无关变量对实验结果的干扰，无关变量应控制相同且适宜。在此基础上，结合题干中给出的实验材料和用具所具有的作用，以及实验设计所遵循的对照原则、单一变量原则等原则，可推知正确的实验步骤为：

①取两个上述装置，编号甲、乙。甲、乙两瓶内加入的新鲜黑藻茎段量、添加的各种化学成分等（或是黑藻量、0．1%的NaHCO3溶液量） 完全相同。

②将甲装置安放在大烧杯中，用一定量的沸水和清水勾兑调至预设温度。乙装置作为对照组安放在装有自然温度的等量清水的大烧杯中。

③将甲乙两装置放在光照强度相同且适宜的条件下培养，并开始计时。

④一段时间后，分别测量甲乙的U形玻璃管两边的液面差（下降和上升的高度和），根据实验结果，比较在这段时间内甲乙的光合作用强度。

【考点定位】探究影响光合作用的环境因素。

【名师点睛】本题依托光合作用的相关知识，考查实验设计和分析能力。解决此类问题，除了必要的知识储备（如光合作用、实验设计遵循的原则等）外，关键在于掌握解决此类问题的思路：阅读试题（包括题干、题图、实验材料用具）→提取信息、解读信息→明确实验目的→找准自变量、因变量、无关变量→联系实验设计的原则→规范作答。本题的“简易装置用来测量黑藻的光合作用强度”，若要达到此目的，需提供光合作用的原料：H2O和CO2，再结合题图呈现的信息，自然会想到装置里缺少CO2，添加0．1%的NaHCO3溶液可以得到解决。在设计实验时，依据已有的实验步骤中呈现的关键信息“预设温度”，不难确定该实验的目的是：研究温度对黑藻光合作用的影响，进而确定自变量是温度，因变量是光合作用强度，可通过单位时间内U形玻璃管两边的液面差的变化加以体现，其他的如黑藻的生理状态和数量、光照强度、CO2浓度、水量等均为无关变量。实验过程的处理，依据实验设计遵循的单一变量原则和对照原则等原则，进行实验组和对照组的设置时，要保证除自变量外的其他条件完全相同。明确了上述解题思路，就能完善相应的实验步骤，规范的书写答案。