解题思路:结合题意分析图解:实验中植物既进行呼吸作用也进行光合作用.当呼吸作用强度大于光合作用强度时,氧气减少而二氧化碳增多,但多余的二氧化碳会被缓冲液吸收,所以气体总量减少,液滴会左移;当呼吸作用强度小于光合作用强度时,氧气增多而二氧化碳减少,但缓冲液能维持环境中二氧化碳的浓度,所以气体总量增加,液滴会右移.表格中可以看出,通过改变光照强度和二氧化碳浓度来观察液滴的移动距离.
(1)表中中可以看出,不同实验组合中光照强度和二氧化碳浓度均改变,因此本实验的自变量是光照强度和CO2浓度.
(2)当光合作用大于呼吸作用时,产生的氧气大于呼吸作用消耗,而二氧化碳量由缓冲液进行调节,因此使表格中每组装置中液滴均右移.6、7两组实验可为一组对照实验,实验的自变量为光照强度,二氧化碳浓度相同;8、9两组可视为一组对照实验,自变量为光照强度,但是液滴移动的距离相等,说明已经达到光饱和点,因此限制因素为CO2浓度.
(3)图中第7、8两组的光照强度相同,二氧化碳浓度不同,因此此时限制光合作用速度的主要因素是二氧化碳浓度.
(4)若给植株添加H218O,该水将会用于光合作用的光反应,光反应中水发生光解产生氧气和[H],因此一段时间后空气中能检测到18O2;在有氧呼吸的第二阶段,水会和丙酮酸生成二氧化碳,而二氧化碳又能用于光合作用的暗反应,最终在叶片产生的糖类中也能检测到18O.
(5)镁是合成叶绿素的主要元素,植物缺镁会导致叶片发黄.镁在土壤溶液中呈离子形式存在,因此运输的方式属于主动运输.
(6)若将该装置放置于黑暗条件下,则短时间内装置中毛植物只能进行呼吸作用.由于呼吸作用过程中吸收氧气,释放二氧化碳,CO2被缓冲液吸收,因此导致装置中气体总量减少,使细刻度管内的液滴向左方向移动.
故答案为:
(1)光照强度和CO2浓度
(2)光合作用产生的氧气大于呼吸作用消耗的氧气光照强度和CO2浓度
(3)二氧化碳浓度
(4)能 能
(5)Mg主动运输
(6)左 黑暗下呼吸作用产的CO2被缓冲液吸收,但会消耗装置内氧气
点评:
本题考点: 影响光合作用速率的环境因素;细胞呼吸的过程和意义.
考点点评: 本题具有一定的难度,考查影响光合作用的环境因素、光合作用和呼吸作用过程中水中氧元素的转移途径、主动运输等相关知识,本题将两种重要代谢作用的关系设计在一个密闭的装置中,同时又用缓冲液来调节装置中二氧化碳量,在解题时能够运用单一变量的原则分析实验表格.