Question

1．取同一植物形態(tài)、大小、生長發(fā)育狀況相同的四張葉片按如圖所示的裝置進行實驗，燒杯中液體可保證葉片所需的水與礦質元素的正常供應，氣體的移動可以通過觀察油滴的運動判斷如圖1．

（1）適宜的光照下，圖1中裝置A中油滴移動情況是不移動，原因光合作用吸收的CO₂體積等于釋放出的O₂體積，呼吸作用吸收的O₂體積等于釋放出的CO₂的體積．
（2）能否直接用圖1中C、D裝置證明光合作用需要CO₂，為什么？不能，不符合單一變量原則．如果用B、C裝置證明光合作用需要CO₂，應該將葉片怎樣處理？饑餓處理．
（3）將圖2所示的裝置放在自然環(huán)境下，通過觀察裝置中液滴移動的位置，可以用來測定夏季一晝夜（零點開始）小室內(nèi)氧氣釋放速率的變化，液滴移到最右點是在一天中的傍晚（填“早晨”、“正午”或“傍晚”）時刻；要測定圖2裝置中植物的呼吸作用強度，還需添加一個如圖2一樣的裝置，將該裝置     處理，控制與圖2相同的環(huán)境條件；每隔20分鐘記錄一次液滴刻度數(shù)據(jù)，分析得出結論即可．
（4）研究人員想利用先進的化學檢測技術，模擬光合作用中卡爾文循環(huán)的實驗．他們在適宜溫度和光照條件下，向圖2所示的裝置通入¹⁴CO．當反應進行到0.5s時，14C出現(xiàn)在A中；反應進行到5s時，¹⁴C出現(xiàn)在（CH₂O）和B中．該實驗的方法是同位素標記法，實驗的自變量是反應時間，實驗目的是研究CO₂中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑．

Answer 1

分析 分析實驗裝置圖可知：A裝置中放置了清水，并且在光照條件下，此時既進行光合作用又進行呼吸作用，但是兩個生理作用吸收的氣體和釋放的氣體量相等．
B裝置中放置了NaOH溶液，該溶液能夠吸收裝置中的二氧化碳，因此裝置中氣體量的變化可表示氧氣的變化，同時也會導致植物光合作用原料不足．
C裝置中放置了碳酸氫鈉溶液，該溶液可以為光合作用提供穩(wěn)定的二氧化碳，因此裝置中氣體量的變化可表示氧氣的變化．
D裝置與C裝置基本相同，只是放在黑暗條件下，因此只能進行呼吸作用，因此油滴的運動表示有氧呼吸消耗的氧氣．
圖2中，在黑暗條件下可以用于測定植物的呼吸速率；而在光照條件下可以用于測定凈光合速率．

解答 解：（1）植物光合作用消耗二氧化碳和產(chǎn)生的氧氣量相等，同時呼吸作用消耗的氧氣也等于釋放的二氧化碳，因此氣體壓強不變，所以A裝置液滴不移動．
（2）對照實驗需要遵循單一變量原則，而C、D裝置的變量有兩個：是否光照、二氧化碳濃度，因此直接用圖1中C、D裝置不能證明光合作用需要CO₂．如果用B、C裝置證明光合作用需要CO₂，應該將葉片饑餓處理，防止葉片中原有的有機物影響實驗結果．
（3）根據(jù)圖2裝置分析，密閉環(huán)境中由于存在CO₂緩沖液，不考慮CO₂體積變化，而液滴移到最右點是指一天中光合產(chǎn)物積累量最大的時刻，即一天中的傍晚時刻．要測定該植物的呼吸作用強度，那么設計思路是：設置同如圖2一樣的裝置，但必須將該裝置遮光，另外要控制與圖2相同的環(huán)境條件．
（4）由題干信息可知，該實驗采用了同位素標記法，實驗的自變量是反應時間，實驗目的是研究CO₂中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑．
故答案為：
（1）不移動  光合作用吸收的CO₂體積等于釋放出的O₂體積，呼吸作用吸收的O₂體積等于釋放出的CO₂的體積
（2）不能，不符合單一變量原則 饑餓處理
（3）傍晚         遮光（或黑暗處理）
（4）同位素標記法     反應時間    CO₂中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑

點評 本題難度適中，屬于考綱中理解、應用層次的要求，考查了與光合作用有關的探究實驗以及影響光合作用的環(huán)境因素等知識，在設置對照實驗時要遵循單一變量和對照性原則，解答本題的關鍵是比較四個實驗裝置的區(qū)別，理解NaOH溶液和CO₂緩沖液在實驗的作用．