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氣體容積的變化。調節天平平衡，在適宜的光照強度下，光照15 min后，指針向 （左、右）偏轉，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：調節天平平衡， ，記錄天平指針偏轉l格所需要的時間記為t1；

步驟3： ，記錄天平指針偏轉1格所需要的時間記為t2。

⑵預期實驗結果并得出結論：

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CO2濃度的相對穩定，因此瓶內氣體容積的變化表示的是O2的變化量。

（1）調節天平平衡，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。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。

（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：調節天平平衡，將裝置放在黑暗條件下測量，記錄天平指針偏轉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1格所需要的時間記為t2。

預期實驗結果并得出結論：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。