Question

下圖表示研究光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置，以同一雙子葉植物的葉為材料，用打孔器制成葉圓片并放入瓶中，通過(guò)氣泵抽出葉中氣體直至葉圓片降至瓶底。然后將等量葉圓片轉(zhuǎn)移到含有不同濃度NaHCO3溶液的培養(yǎng)皿中，所有培養(yǎng)皿都置于相同的光強(qiáng)下，測(cè)量每一個(gè)培養(yǎng)皿中葉片上浮至液面所需時(shí)間，以計(jì)算光合速率，結(jié)果如下表所示。

NaHCO3溶液濃度	葉片升至表面的時(shí)間（s）	光合作用速度以1/T（s-1）表示
0	∞	0
0．10	135	7.4×10-3
0.20	105	9.5×10-3
0.30	90	11.1×10-3
0.40	83	12.0×10-3
0.50	83	12.0×10-3

 

 

 

 

 

 

 

（1）用坐標(biāo)紙作圖，畫(huà)出表示光合速率與NaHCO₃濃度關(guān)系的曲線(xiàn)。

（2）葉圓片轉(zhuǎn)移到NaHCO₃溶液前，為什么必須抽出氣體讓其下沉？

（3）為什么葉片在NaHCO₃溶液濃度為0時(shí)不能上�。�

（4）假如用等量的葉圓片重復(fù)實(shí)驗(yàn)，提出一種能縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間的方法。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）       如下圖

（2）除去葉圓片中原有的氣體（包括O₂），以便進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)。

（3）無(wú)CO₂不能進(jìn)行光合作用，因而沒(méi)O₂產(chǎn)生，葉圓片不能上浮。

（4）適當(dāng)提高溫度或提高光照強(qiáng)度。

 

提示：

該題以研究光合作用的實(shí)驗(yàn)作為問(wèn)題情境，考查了有關(guān)光合作用原料、產(chǎn)物、影響因素等基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也考查了學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和科學(xué)素質(zhì)。解題前應(yīng)細(xì)致解讀題中所提供的眾多信息。不難看出，設(shè)置不同濃度的NaHCO₃溶液從化學(xué)知識(shí)角度看是設(shè)置了光合作用所需原料CO₂的不同濃度，并以此作為實(shí)驗(yàn)因子（實(shí)驗(yàn)變量），實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯?/span>CO₂濃度與光合作用速率的關(guān)系。由于光合作用實(shí)際速度很難測(cè)定和表示，此實(shí)驗(yàn)巧妙地利用葉片光合作用生成O₂，而O₂能使下沉的葉圓片上浮，顯然上浮時(shí)間與光合速率呈反比關(guān)系，故以時(shí)間倒數(shù)來(lái)表示光合作用速度。所以葉圓片在轉(zhuǎn)移到NaHCO₃溶液之前必須除去原有氣體（包括O₂），以便整個(gè)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。如上所述，此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)因子是CO₂，無(wú)關(guān)變量是光照強(qiáng)度、葉圓片數(shù)量和大小、溫度等，這些無(wú)關(guān)變量是應(yīng)嚴(yán)格控制的，簡(jiǎn)而言之這六組實(shí)驗(yàn)的光強(qiáng)、葉片數(shù)量和大小、溫度等必須相同，但是可以通過(guò)同等改變這些影響光合作用的無(wú)關(guān)變量（如光強(qiáng)、濕度）來(lái)縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。