Question

【題目】某實驗室將水稻幼苗固定于無底反應瓶中，實驗裝置如圖所示。該裝置是根據(jù)比重浮沉的原理，由稱量浸沒在液體中的瓶所受浮力的改變值測量氣體量的改變的。

（1）利用該裝置可以測定呼吸作用與光合作用導致的瓶內(nèi)氣體容積的變化。調(diào)節(jié)天平平衡，在適宜的光照強度下，光照15 min后，指針向 （左、右）偏轉(zhuǎn)，原因是 。接著進行遮光處理，指針將 ，原因是 。

（2）利用該裝置還可以探究水稻幼苗地上部分能否向根系供氧，以天平指針偏轉(zhuǎn)1格所需要的時間作為觀測指標，完成實驗。

⑴步驟：

步驟1：將裝置中的緩沖液換成NaOH溶液；

步驟2：調(diào)節(jié)天平平衡， ，記錄天平指針偏轉(zhuǎn)l格所需要的時間記為t1；

步驟3： ，記錄天平指針偏轉(zhuǎn)1格所需要的時間記為t2。

⑵預期實驗結(jié)果并得出結(jié)論：

① 。

② 。

Answer 1

【答案】（1）右 葉片進行光合作用釋放出的O2多于呼吸作用消耗，A瓶中的O2增加，A瓶浮力大于B瓶；

左偏 黑暗條件下呼吸作用消耗O2釋放CO2，CO2被緩沖液吸收，導致A瓶內(nèi)氣體減少，浮力減小。

步驟2：將裝置放在黑暗條件下測量。

步驟3：剪去幼苗根系，按步驟2再測一次。

（2）①若t1小于t2，則植物幼苗地上部分向根系提供氧；②若t1大于或等于t2，則植物幼苗地上部分不能向根系提供氧

【解析】

試題分析：實驗裝置顯示，B瓶中放入的是死亡的水稻幼苗，不能進行光合作用和呼吸作用，可作為空白對照；A瓶中放入的活的水稻幼苗，光合作用和呼吸作用都能進行，由于CO2緩沖液能夠維持瓶內(nèi)CO2濃度的相對穩(wěn)定，因此瓶內(nèi)氣體容積的變化表示的是O2的變化量。

（1）調(diào)節(jié)天平平衡，在適宜的光照強度下，光照15 min后，葉片通過光合作用釋放的O2量多于通過呼吸作用消耗的O2量，A瓶中的O2增加使得A瓶浮力大于B瓶，所以指針向右偏轉(zhuǎn)。接著進行遮光處理，因黑暗條件下，水稻幼苗的呼吸作用消耗O2、釋放CO2，而釋放的CO2被緩沖液吸收，導致A瓶中的O2減少，浮力減弱，所以指針向左偏轉(zhuǎn)。

（2）欲利用該裝置探究水稻幼苗地上部分能否向根系供氧，需排除光合作用對實驗結(jié)果的干擾；因光合作用的原料為CO2和H2O，需在有光的條件下才能進行，因此可以通過切斷CO2的供應和切斷光照的來源來排除光合作用的干擾，其實驗設(shè)計步驟為：

步驟1：將裝置中的CO2緩沖液換成具有吸收CO2作用的NaOH溶液；

步驟2：調(diào)節(jié)天平平衡，將裝置放在黑暗條件下測量，記錄天平指針偏轉(zhuǎn)l格所需要的時間記為t1；

步驟3：剪去幼苗根系，按步驟2再測一次，記錄天平指針偏轉(zhuǎn)1格所需要的時間記為t2。

預期實驗結(jié)果并得出結(jié)論：由于實驗是在遮光的條件下進行，水稻幼苗通過呼吸作用消耗O2，釋放的CO2被NaOH溶液吸收，導致A瓶中的O2減少。若植物幼苗地上部分向根系提供氧，則A瓶中的O2減少量加快，小于t2；若植物幼苗地上部分向根系提供氧，則A瓶中的O2減少量，有根系時較無根系時快，所以t1小于t2；若植物幼苗地上部分不能向根系提供氧，則A瓶中的O2減少量，有根系時與無根系時相同甚至較無根系時慢，因此t1大于或等于t2。