Question

下圖表示研究光合作用的實驗裝置，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下，測量每一個培養(yǎng)皿中葉片上浮至液面所需時間，以計算光合速率，結果如下表所示。

NaHCO3溶液濃度	葉片升至表面的時間（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）用坐標紙作圖，畫出表示光合速率與NaHCO₃濃度關系的曲線。

（2）葉圓片轉移到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時不能上��？

（4）假如用等量的葉圓片重復實驗，提出一種能縮短實驗時間的方法。

 

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），以便進行下面的實驗。

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

（4）適當提高溫度或提高光照強度。

 

提示：

該題以研究光合作用的實驗作為問題情境，考查了有關光合作用原料、產(chǎn)物、影響因素等基礎知識，同時也考查了學生基本的實驗能力和科學素質(zhì)。解題前應細致解讀題中所提供的眾多信息。不難看出，設置不同濃度的NaHCO₃溶液從化學知識角度看是設置了光合作用所需原料CO₂的不同濃度，并以此作為實驗因子（實驗變量），實驗目的是研究CO₂濃度與光合作用速率的關系。由于光合作用實際速度很難測定和表示，此實驗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，顯然上浮時間與光合速率呈反比關系，故以時間倒數(shù)來表示光合作用速度。所以葉圓片在轉移到NaHCO₃溶液之前必須除去原有氣體（包括O₂），以便整個實驗的順利進行。如上所述，此實驗的實驗因子是CO₂，無關變量是光照強度、葉圓片數(shù)量和大小、溫度等，這些無關變量是應嚴格控制的，簡而言之這六組實驗的光強、葉片數(shù)量和大小、溫度等必須相同，但是可以通過同等改變這些影響光合作用的無關變量（如光強、濕度）來縮短實驗時間。