光合作用生物实验装置改进

① 请回答下列有关光合作用的问题．I一学生做了如下实验：将小球藻放在一只玻璃容器内，使之处于封闭状态．

Ⅰ（1）在暗室中（0～5分钟），植物不进行光合作用，而进行呼吸作用，因此呼吸作用消耗空气中氧气，使氧气的含量减少．
（2）给予光照后，植物的光合作用加强，此时植物的光合作用强度大于呼吸作用强度而使氧气量迅速增加．
（3）该实验是在密闭的容器中进行，随着时间的延长，光合作用导致容器中的二氧化碳的含量减少，使光合作用速率下降．
（4）NaHCO₃溶液可以产生CO₂，使容器中的CO₂含量增加，使光合作用加强，产生较多的氧气．
Ⅱ（1）要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度，在测呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用．用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO₂，植物呼吸作用消耗一定量O₂，释放等量CO₂，而CO₂被NaOH溶液吸收，根据玻璃钟罩内氧气体积的减少量即可测呼吸作用强度．
（2）根据以上装置可得，在测定呼吸作用速率时，装置中气体量主要是氧气的消耗，因此甲装置中液滴左移；在测定净光合速率时，由于二氧化碳维持相对稳定，气体变化主要是光合作用氧气的净释放，因此液滴右移．
（3）对照装置乙中红墨水滴右移是环境因素（如温度变化等）对实验影响的结果，实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物呼吸作用消耗O₂量等于玻璃钟罩内氧气体积的改变量，即1.5+0.5=2（g/半小时）；根据净光合作用的测定值是4.5-0.5=4（g/半小时），白天光照15小时的净光合作用量是（4×2）×15=120（g），一昼夜葡萄糖的积累量是15小时光合作用实际量减去24小时呼吸作用消耗量，等同于15小时的净光合作用量减去9小时的呼吸作用消耗量，即8×15-4×9=84（g）．
故答案为：
Ⅰ（1）呼吸作用消耗了容器中的氧气
（2）光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量
（3）光合作用使容器中的二氧化碳浓度逐渐减小，光合作用速率下降
（4）NaHCO₃溶液释放的二氧化碳使容器中的二氧化碳浓度升高
II（1）①放入NaOH溶液，②遮光处理．
（2）左移右移
（3）484

② 某生物兴趣小组的同学在研究植物时，设计了如图实验装置，请据图分析回答（注：氢氧化钠溶液可以吸收二氧

（1）实验前应将甲、乙两个装置放在黑暗处一昼夜，目的是让叶片内原有的淀专粉运走耗尽；光照几小时属后，从甲装置和乙装置中各取一片叶，经酒精脱色后，滴加碘液，变蓝色的是乙装置的叶片，因为乙装置中含有光合作用的原料二氧化碳，因此乙装置中的绿色植物进行了光合作用，而甲装置中的二氧化碳被小烧杯里的氢氧化钠吸收了，由于没有进行光合作用的原料，因此甲装置中的植物没有进行光合作用；比较甲、乙装置的实验现象，可以得出结论：二氧化碳是光合作用的原料．
（2）植物的光合作用需要光，在黑暗环境中植物只进行呼吸作用，若要使乙装置中的清澄清的石灰水变混浊，则应将乙装置放在黑暗环境中，目的就是防止植物进行光合作用而影响实验现象的产生．
（3）水分以气体状态通过叶片表皮上的气孔从植物体内散失到植物体外的过程叫做蒸腾作用，实验过程中植物进行蒸腾作用散失的水分会凝结在玻璃罩内壁上．
故答案为：（1）让叶片内原有的淀粉运走耗尽；乙；二氧化碳
（2）黑暗；光合作用
（3）蒸腾作用；气孔．

③ 学校生物研究小组利用黑藻探究光照强度对光合速率的影响，设计一个实验装置如图甲所示．经过对实验结果分

（1）增加广口瓶与冷光灯之间的距离导致光照强度减弱，短时间内光反应减弱，为暗反应提供的ATP和[H]减少，还原的三碳化合物减少，导致五碳化合物在短时间内含量下降，三碳化合物的合成量基本不变．
（2）在冷光灯提供光照的条件下，装置甲有色小液滴向左移动，说明此时黑藻的光合作用小于呼吸作用，释放二氧化碳被溶液吸收，导致瓶内压强减小，液滴向左移动．
（3）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃．在其他条件不变的情况下，将环境温度调节到25℃，是光合作用的最适温度，此时光合作用速率最大．呼吸作用的最适温度是30℃，25℃时呼吸作用速率下降，将环境温度调节到25℃，图乙中的A点将向左移动．
（4）光合作用的反应式是：6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂，分析曲线图，在恒温30℃、光照强度达到B时，装置甲中黑藻的叶绿体每小时释放氧气总量是8mg，根据光合作用的反应式，8小时固定CO₂量为44×8×8÷32=88mg．
（5）实验探究需要遵循单一变量原则，对照原则，该实验设计缺少对照实验．
故答案为：
（1）下降基本不变
（2）光合作用速率小于呼吸作用速率
（3）左
（4）88
（5）缺少空白对照实验

④ 某生物兴趣小组为探究绿色植物的光合作用和呼吸作用，设计了如图实验装置，请分析作答：（1）若要探究光

（1）甲和乙构成对复照试验，变量是光制照，探究的是光照对光合作用的影响；甲和丙可构成一组对照试验，实验的变量是植物，可证明在有光条件下氧气是有绿色植物释放出来的．
（2）氧气有助燃的特性，甲装置试管中收集的气体可以使带火星的卫生香复燃，说明绿色植物的光合作用释放出氧气．
（3）分析表中的结果，得出的结论是：光照越强，光合作用越强（或光照越弱，光合作用越弱）．若要提高大棚作物的产量，可以采取的措施是适当增加光照强度．
（4）光合作用只能在光下才能进行，呼吸作用有光无光都能进行；呼吸作用吸入氧气呼出二氧化碳，而二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收了．因此，利用丁装置研究绿色植物的呼吸作用时，为防止光合作用的干扰，应对该装置进行遮光处理，一段时间后，玻璃管中红墨水向右（或右方）移动．
（5）呼吸作用是细胞内的有机物在氧气的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程．呼吸作用的表达式是：有机物+氧气