光合作用生物實驗裝置改進

① 請回答下列有關光合作用的問題．I一學生做了如下實驗：將小球藻放在一隻玻璃容器內，使之處於封閉狀態．

Ⅰ（1）在暗室中（0～5分鍾），植物不進行光合作用，而進行呼吸作用，因此呼吸作用消耗空氣中氧氣，使氧氣的含量減少．
（2）給予光照後，植物的光合作用加強，此時植物的光合作用強度大於呼吸作用強度而使氧氣量迅速增加．
（3）該實驗是在密閉的容器中進行，隨著時間的延長，光合作用導致容器中的二氧化碳的含量減少，使光合作用速率下降．
（4）NaHCO₃溶液可以產生CO₂，使容器中的CO₂含量增加，使光合作用加強，產生較多的氧氣．
Ⅱ（1）要測光合作用強度必須先測呼吸作用強度，在測呼吸作用強度時一定要將實驗裝置置於黑暗條件下，使植物只進行呼吸作用．用NaOH溶液除去玻璃鍾罩內的CO₂，植物呼吸作用消耗一定量O₂，釋放等量CO₂，而CO₂被NaOH溶液吸收，根據玻璃鍾罩內氧氣體積的減少量即可測呼吸作用強度．
（2）根據以上裝置可得，在測定呼吸作用速率時，裝置中氣體量主要是氧氣的消耗，因此甲裝置中液滴左移；在測定凈光合速率時，由於二氧化碳維持相對穩定，氣體變化主要是光合作用氧氣的凈釋放，因此液滴右移．
（3）對照裝置乙中紅墨水滴右移是環境因素（如溫度變化等）對實驗影響的結果，實驗裝置甲同樣也受環境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O₂量等於玻璃鍾罩內氧氣體積的改變數，即1.5+0.5=2（g/半小時）；根據凈光合作用的測定值是4.5-0.5=4（g/半小時），白天光照15小時的凈光合作用量是（4×2）×15=120（g），一晝夜葡萄糖的積累量是15小時光合作用實際量減去24小時呼吸作用消耗量，等同於15小時的凈光合作用量減去9小時的呼吸作用消耗量，即8×15-4×9=84（g）．
故答案為：
Ⅰ（1）呼吸作用消耗了容器中的氧氣
（2）光合作用產生的氧氣量大於呼吸作用消耗的氧氣量
（3）光合作用使容器中的二氧化碳濃度逐漸減小，光合作用速率下降
（4）NaHCO₃溶液釋放的二氧化碳使容器中的二氧化碳濃度升高
II（1）①放入NaOH溶液，②遮光處理．
（2）左移右移
（3）484

② 某生物興趣小組的同學在研究植物時，設計了如圖實驗裝置，請據圖分析回答（註：氫氧化鈉溶液可以吸收二氧

（1）實驗前應將甲、乙兩個裝置放在黑暗處一晝夜，目的是讓葉片內原有的淀專粉運走耗盡；光照幾小時屬後，從甲裝置和乙裝置中各取一片葉，經酒精脫色後，滴加碘液，變藍色的是乙裝置的葉片，因為乙裝置中含有光合作用的原料二氧化碳，因此乙裝置中的綠色植物進行了光合作用，而甲裝置中的二氧化碳被小燒杯里的氫氧化鈉吸收了，由於沒有進行光合作用的原料，因此甲裝置中的植物沒有進行光合作用；比較甲、乙裝置的實驗現象，可以得出結論：二氧化碳是光合作用的原料．
（2）植物的光合作用需要光，在黑暗環境中植物只進行呼吸作用，若要使乙裝置中的清澄清的石灰水變混濁，則應將乙裝置放在黑暗環境中，目的就是防止植物進行光合作用而影響實驗現象的產生．
（3）水分以氣體狀態通過葉片表皮上的氣孔從植物體內散失到植物體外的過程叫做蒸騰作用，實驗過程中植物進行蒸騰作用散失的水分會凝結在玻璃罩內壁上．
故答案為：（1）讓葉片內原有的澱粉運走耗盡；乙；二氧化碳
（2）黑暗；光合作用
（3）蒸騰作用；氣孔．

③ 學校生物研究小組利用黑藻探究光照強度對光合速率的影響，設計一個實驗裝置如圖甲所示．經過對實驗結果分

（1）增加廣口瓶與冷光燈之間的距離導致光照強度減弱，短時間內光反應減弱，為暗反應提供的ATP和[H]減少，還原的三碳化合物減少，導致五碳化合物在短時間內含量下降，三碳化合物的合成量基本不變．
（2）在冷光燈提供光照的條件下，裝置甲有色小液滴向左移動，說明此時黑藻的光合作用小於呼吸作用，釋放二氧化碳被溶液吸收，導致瓶內壓強減小，液滴向左移動．
（3）已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃．在其他條件不變的情況下，將環境溫度調節到25℃，是光合作用的最適溫度，此時光合作用速率最大．呼吸作用的最適溫度是30℃，25℃時呼吸作用速率下降，將環境溫度調節到25℃，圖乙中的A點將向左移動．
（4）光合作用的反應式是：6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂，分析曲線圖，在恆溫30℃、光照強度達到B時，裝置甲中黑藻的葉綠體每小時釋放氧氣總量是8mg，根據光合作用的反應式，8小時固定CO₂量為44×8×8÷32=88mg．
（5）實驗探究需要遵循單一變數原則，對照原則，該實驗設計缺少對照實驗．
故答案為：
（1）下降基本不變
（2）光合作用速率小於呼吸作用速率
（3）左
（4）88
（5）缺少空白對照實驗

④ 某生物興趣小組為探究綠色植物的光合作用和呼吸作用，設計了如圖實驗裝置，請分析作答：（1）若要探究光

（1）甲和乙構成對復照試驗，變數是光制照，探究的是光照對光合作用的影響；甲和丙可構成一組對照試驗，實驗的變數是植物，可證明在有光條件下氧氣是有綠色植物釋放出來的．
（2）氧氣有助燃的特性，甲裝置試管中收集的氣體可以使帶火星的衛生香復燃，說明綠色植物的光合作用釋放出氧氣．
（3）分析表中的結果，得出的結論是：光照越強，光合作用越強（或光照越弱，光合作用越弱）．若要提高大棚作物的產量，可以採取的措施是適當增加光照強度．
（4）光合作用只能在光下才能進行，呼吸作用有光無光都能進行；呼吸作用吸入氧氣呼出二氧化碳，而二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收了．因此，利用丁裝置研究綠色植物的呼吸作用時，為防止光合作用的干擾，應對該裝置進行遮光處理，一段時間後，玻璃管中紅墨水向右（或右方）移動．
（5）呼吸作用是細胞內的有機物在氧氣的參與下被分解成二氧化碳和水，同時釋放出能量的過程．呼吸作用的表達式是：有機物+氧氣