Question

取同一植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片按如图所示的装置进行实验，烧杯中液体可保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应，气体的移动可以通过观察油滴的运动判断如下图1。

（1）适宜的光照下，图1中装置A中油滴移动情况是________，原因_______________。

（2）能否直接用图1中C、D装置证明光合作用需要CO₂，为什么？__________________。如果用B、C装置证明光合作用需要CO₂，应该将叶片怎样处理？_________。

（3）将图2所示的装置放在自然环境下，通过观察装置中液滴移动的位置，可以用来测定夏季一昼夜(零点开始)小室内氧气释放速率的变化，液滴移到最右点是在一天中的______（填“早晨”、“正午”或“傍晚”）时刻；要测定图2装置中植物的呼吸作用强度，还需添加一个如图2一样的装置，将该装置_______处理，控制与图2相同的环境条件；每隔20分钟记录一次液滴刻度数据，分析得出结论即可。

（4）研究人员想利用先进的化学检测技术，模拟光合作用中卡尔文循环的实验。他们在适宜温度和光照条件下，向图2所示的装置通入¹⁴CO₂。当反应进行到0.5 s时，¹⁴C出现在A中；反应进行到5s时，¹⁴C出现在(CH₂O)和B中。该实验的方法是________，实验的自变量是______________________，实验目的是研究______________________。

Answer

不移动 光合作用吸收的CO2体积等于释放出的O2体积，呼吸作用吸收的O2体积等于释放出的CO2的体积 不能，不符合单一变量原则 饥饿处理 傍晚 遮光（或黑暗处理 同位素标记法 反应时间 CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径

【解析】【试题分析】

本题考查光合作用和呼吸作用物质变化，以及影响光合作用的环境因素等相关知识，意在考查考生的理解应用能力、析图能力、实验分析能力和实验修订能力。根据题意和图示分析可知：图2是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，因此刻度移动表示是氧气的变化量，液滴移到最右边，此时一天中储存氧气最多。

（1）根据光合作用和有氧呼吸的总反应式可知，光合作用吸收的CO2体积等于释放出的O2体积，呼吸作用吸收的O2体积等于释放出的CO2的体积，因此气体压强不变，所以A装置液滴不移动。

（2）要证明光合作用需要CO2，则自变量为CO2，其他条件都应相同，但C、D装置不符合单一变量原则，所以不能直接用图1中C、D装置证明光合作用需要CO2；如果用B、C装置证明光合作用需要CO2，应该将叶片叶片饥饿处理消耗掉原有淀粉，有利于检测是否新产生淀粉。

（3）到傍晚的时候，经过一天的光合作用，积累的氧气最多，所以液滴移至最右；要测定图2装置中植物的呼吸作用强度，实验的设计思路是：①设置如图2一样的装置，将该装置遮光或黑暗处理；②控制与图2相同的环境条件；③每隔20分钟记录一次液滴刻度数据。

（4）在适宜温度和光照条件下，向图2所示的装置通入14CO2，当反应进行到0.5 s时，14C出现在A中；反应进行到5 s时，14C出现在(CH2O)和B中。该实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径，用到的实验方法为同位素标记法。所以实验的自变量是反应时间。