Question

研究人员以适宜光照下大叶黄杨的叶片为材料研究环境因素对光合作用的影响。首先在获取的大叶黄杨的叶圆片中，选取大小、颜色相同的叶圆片若干，放在含有适宜浓度的NaHCO₃溶液的烧杯中，通过检测叶圆片开始上浮的时间，探究光照强度和温度对大叶黄杨光合速率的影响，装置如下图所示，请回答：

（1）将10片叶圆片投放于含有适宜浓度的NaHCO₃溶液的烧杯中，开始叶圆片沉在烧杯底部，将烧杯置于适宜光照条件下一段时间，发现叶圆片上浮，上浮的原因是_________________________。若使投放于烧杯中的叶圆片立刻下沉至底部，最常见的措施是_________________________。

（2）探究光照强度对光合作用速率的影响时，通过调节白炽灯与烧杯之间的距离来实现对自变量的控制，是否存在不合理之处，为什么？____________________。

（3）在图中坐标系内用实线画出叶圆片开始上浮所用时间与距离的数学模型，用虚线画出相同时间内叶圆片浮起个数与距离的数学模型（不存在距离太近时，环境因素对叶圆片造成损伤的问题）____________

Answer

叶圆片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶圆片细胞间隙中的O2积累，使叶圆片上浮用 注射器抽出细胞间隙的空气 存在不合理之处，因为白炽灯距烧杯的距离不同，输入烧杯的热量也不同，会改变烧杯中溶液的温度

【解析】

1、植物光合作用过程中产生氧气，可以用氧气的产生量表示光合作用的强度，在一定的范围内，随光照强度增加，光合作用增强，释放的氧气量增加，光照强度可以用不同功率的电灯泡或相同灯泡与实验装置之间的距离控制光照强度；

2、有氧呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，用NaOH溶液吸收二氧化碳，装置中气压的降低是由于氧气的吸收引起的，因此液滴移动的距离表示有氧呼吸强度；

3、实验设计过程中应遵循对照原则和单一变量原则。无关变量相同且适宜。

（1）叶圆片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶圆片细胞间隙中的O2积累，使叶圆片上浮。利用注射器抽出细胞间隙的空气，可加快叶圆片的下沉速度。

（2）由题意知，该实验的目的是探究光照强度与光合速率的关系，实验的自变量是光照强度，可以通过改变广口瓶之间的距离控制自变量，随之距离增加，光照强度减弱，光合作用强度降低，气泡产生的速率下降，随着时间推移水中二氧化碳含量下降，光合作用强度降低，气泡产生的速率下降。本实验没有严格遵循单一变量原则，存在不合理之处，因为无关变量白炽灯距烧杯的距离不同，输入烧杯的热量也不同，会改变烧杯中溶液的温度，影响酶的活性。

（3）距离越近，光照强度和温度均会增加，因此叶圆片开始上浮所用时间会越短，与此同时，相同时间内浮起的叶片越多。反映在曲线上，前者曲线呈正相关变化（实线），后者呈负相关变化（虚线）。图示如下：