BTB 是一种酸碱指示剂， BTB 的弱碱性溶液颜色可随其中 CO 2 浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的 NaHCO 3 和 BTB 加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的 CO 2 使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到 7 支试管中，其中 6 支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
| 试管编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 水草 | 无 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 |
| 距日光灯的距离（ cm ） | 20 | 遮光 * | 100 | 80 | 60 | 40 | 20 |
| 50min 后试管中溶液的颜色 | 浅绿色 | X | 浅黄色 | 黄绿色 | 浅绿色 | 浅蓝色 | 蓝色 |
* 遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯 100cm 的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
（ 1 ）本实验中， 50min 后 1 号试管的溶液是浅绿色，则说明 2 至 7 号试管的实验结果是由 _________ 引起的；若 1 号试管的溶液是蓝色，则说明 2 至 7 号试管的实验结果是 ___________ （填 “ 可靠的 ” 或 “ 不可靠的 ” ）。
（ 2 ）表中 X 代表的颜色应为 ___________ （填 “ 浅绿色 ” 、 “ 黄色 ” 或 “ 蓝色 ” ），判断依据是 __________ 。
（ 3 ） 5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草 _________________ 。
光合作用与呼吸作用 不可靠的 黄色 水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中 CO 2 浓度高于 3 号管 光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的 CO 2 量相等
【详解】
（ 1 ）依题意并结合表中信息可知：距日光灯的距离表示光照的强弱。 2 号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，但能进行呼吸作用； 3 ～ 7 号试管内的水草在有光的条件下，溶液颜色的变化是光合作用吸收的 CO 2 量与呼吸作用释放的 CO 2 量的综合反映； 1 号试管为对照组，其中的 NaHCO 3 可维持 CO 2 浓度的相对稳定， 2 ～ 7 号试管为实验组。综上所述，若 50min 后， 1 号试管的溶液是浅绿色，则说明 2 ～ 7 号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的；若 1 号试管的溶液是蓝色，说明 2 ～ 7 号试管的实验结果是不可靠的。
（ 2 ） 2 号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗 CO 2 ，但能通过呼吸作用释放 CO 2 ，所以试管内 CO 2 浓度最高， X 代表的颜色应为黄色。
（ 3 ） 5 号试管中的溶液颜色与对照组 1 号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的 CO 2 量相等。
考点：本题考查光合作用、呼吸作用的相关知识，意在考查学生具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。
光合作用过程：
1、光合作用的概念：
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解： 
3、光合作用的总反应式及各元素去向
（1）光合作用过程图：
氮能够提高光合作用的效率的原因是：氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行；光合作用的第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
（2）玉米是C4植物，其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体，能够进行光合作用的暗反应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合，提高强光、高温下的光合速率，在干旱时可以部分地收缩气孔孔径，减少蒸腾失水，而光合速率降低的程度就相对较小，从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中；而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，维管束鞘细胞不含叶绿体。
（3）影响光合作用强度的条件：温度、CO2浓度、光照强度、叶片面积等。
（4）光合细菌：利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
| 项目 | 光反应（准备阶段） | 暗反应（完成阶段） |
| 场所 | 叶绿体的类囊体薄膜上 | 叶绿体的基质中 |
| 条件 | 光、色素、酶、水、ADP、 Pi |
多种酶、[H]、ATP、CO2、C5 |
| 物质变化 |  |
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| 能量的变化 | 光能转变成ATP中活跃的化学能 | ATP中活跃的化学能转变成（CH2O）中稳定的化学能 |
| 相互联系 | 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量；暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料 | |
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