Question

为探究环境因素对水稻苗光合作用强度的影响，研究人员将水稻苗固定于无底反应瓶中进行实验，实验装置如图1所示。

实验原理：装置中水稻苗光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转。

实验步骤：①调节天平平衡；②用100 W的灯泡作为光源，先将灯泡置于距装置20 cm处，15 min后观察并记录指针偏转方向和格数；③加大灯泡与装置间距离，过15 min再观察记录；④连续重复步骤③。

实验结果如图2所示，回答下列问题：

（1）请为该实验拟定一个合适的课题：__________________________________。

（2）图1装置中，A、B瓶除了水稻苗存活状态不同外，其它条件都要相同且适宜的目的是控制_____________，实验过程中光照强弱可通过________来控制。

（3）实验结果

①灯泡距装置20 cm处时，光合作用强度比呼吸作用强度____。

②与B点相比，A点水稻叶肉细胞内三碳化合物含量______（填“增加”或“减少”）。

③B、D两点的天平指针_________（填“是”或“不是”）位于刻度盘的同一侧。

Answer

探究光照强度对水稻苗光合作用强度的影响 无关变量 改变灯泡与实验装置间的距离 大 减少 是

【解析】

据图本实验的实验原理为该装置中水稻苗光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转。从实验设置可以看出，B装置中放的是死的水稻苗，不能光合作用和呼吸作用，因此可作为空白对照．A瓶中水稻苗既进行光合作用，也进行呼吸作用，由于装置中有二氧化碳缓冲液，因此气体量的变化表示的是氧气的变化量．此时需考虑光合作用和呼吸作用的强度问题：光合作用小于呼吸作用、光合作用等于呼吸作用、光合作用大于呼吸作用。

（1）由题意可知该实验中的自变量是灯泡的距离即光照强度，最终是通过指针的偏转，而指针的偏转是因为气体量的改变。图中的装置活的幼苗能进行光合作用会产生氧气，其内的二氧化碳缓冲液保持二氧化碳弄的相对稳定，所以气体应是氧气的变化量。因此应探究的是光照强度对水稻幼苗光合作用强度的影响。

（2）实验中应控制无关变量保证单一变量，所以其它条件都要相同且适宜的目的是控制无关变量。而光照强度的强弱可通过改变灯泡与实验装置间的距离来控制，距离越近光照强度越大。

（3）①由图可知在20min时指针偏转，此时光照强度大，而过了C点后偏转有所减少，说明C点光合作用强度大于呼吸作用强度，在此之前都是光合作用强度大于呼吸作用强度。

②与B点相比，A点灯泡与装置的距离较近，光照较强，[H]和ATP生存较多，三碳化合物的还原较快，故A点水稻叶肉细胞内三碳化合物含量减少。

③题中看出，灯泡距离不断增大，因此光合作用逐渐减弱．并且B点指针偏转的幅度减小，说明光合作用减慢，因此是A点时植物光合作用强，C点之后指针开始回偏，说明C点光合作用与呼吸作用强度相等，D点时指针继续回偏，所以B、D两点的天平指针是位于刻度盘的同一侧。