Question

5．研究人員將水稻苗固定于無底反應(yīng)瓶中進(jìn)行實驗，實驗裝置如圖1所示．

實驗原理：裝置中水稻苗光合作用產(chǎn)生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．
實驗步驟：①
調(diào)節(jié)天平平衡；
②用100W的燈泡作為光源，先將燈泡置于距裝置20cm處，15min后觀察并記錄指針偏轉(zhuǎn)方向和格數(shù)；
③加大燈泡與裝置間距離，過15min再觀察記錄；
④連續(xù)重復(fù)步驟③．
實驗結(jié)果如圖2所示，回答下列問題：
（1）水稻的根尖成熟區(qū)細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO₂，合成葉綠素必需的礦質(zhì)元素進(jìn)入水稻體內(nèi)的運輸方式是主動運輸．
（2）請為該實驗擬定一個合適的課題：探究光照強(qiáng)度對水稻光合作用強(qiáng)度的影響．
（3）圖1裝置中，A、B瓶除了水稻苗存活狀態(tài)不同外，其它條件都要相同且適宜的目的是控制無關(guān)變量．
（4）實驗結(jié)果分析：
①燈泡距裝置20cm處時，光合作用強(qiáng)度比呼吸作用強(qiáng)度大．
②與B點相比，A點水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)三碳化合物含量低（填“高”或“低”）．
③B、D兩點的天平指針是（填“是”或“不是”）位于刻度盤的同一側(cè)．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：本實驗的實驗原理為該裝置中水稻苗光合作用產(chǎn)生的氣體，可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．
從實驗設(shè)置可以看出，B裝置中放的是死的水稻苗，不能光合作用和呼吸作用，因此可作為空白對照．A瓶中水稻苗既進(jìn)行光合作用，也進(jìn)行呼吸作用，由于裝置中有二氧化碳緩沖液，因此氣體量的變化表示的是氧氣的變化量．此時需考慮光合作用和呼吸作用的強(qiáng)度問題：光合作用小于呼吸作用、光合作用等于呼吸作用、光合作用大于呼吸作用．

解答 解：（1）水稻的根尖成熟區(qū)細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸的途徑是酒精途徑，產(chǎn)物是酒精和CO₂，合成葉綠素必需的礦質(zhì)元素是通過主動運輸進(jìn)入水稻體內(nèi)的．
 （2）題中以100W燈泡為光源，不斷加大燈泡與裝置間距離，可以看出指針的偏轉(zhuǎn)即光合作用強(qiáng)度在發(fā)生變化，所以光照強(qiáng)度是自變量，因變量是光照強(qiáng)度，探究的題目可以為探究光照強(qiáng)度對水稻苗的光合作用強(qiáng)度的影響．
（3）實驗中遵循的一般原則主要有對照原則、等量原則、控制無關(guān)變量原則和單一變量原則，圖1裝置中，A、B瓶除了水稻苗存活狀態(tài)不同外，其它條件都要相同且適宜的目的是控制無關(guān)變量．
（4）①燈泡距裝置20cm處時，光照較強(qiáng)，指針偏轉(zhuǎn)的原因是光合作用大于呼吸作用．
②與B點相比，A點燈泡與裝置的距離較近，光照較強(qiáng)，[H]和ATP生存較多，三碳化合物的還原較快，故A點水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)三碳化合物含量減少．
③題中看出，燈泡距離不斷增大，因此光合作用逐漸減弱．并且B點指針偏轉(zhuǎn)的幅度減小，說明光合作用減慢，因此是A點時植物光合作用強(qiáng)，C點之后指針開始回偏，說明C點光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，D點時指針繼續(xù)回偏，所以B、D兩點的天平指針是位于刻度盤的同一側(cè)．
故答案為：
（1）酒精和CO₂    主動運輸   
（2）探究光照強(qiáng)度對水稻光合作用強(qiáng)度的影響   
（3）無關(guān)變量   
（4）①大  ②低  ③是

點評 本題考查了光合作用與呼吸作用的有關(guān)知識，設(shè)置的情景較新穎，干擾項較多，需要運用物理學(xué)知識解決生物問題，所以能夠較好地對學(xué)生綜合能力進(jìn)行考查．