光合作用和呼吸作用的相關(guān)實驗題例析

光合作用和呼吸作用的相關(guān)實驗探究題例析杭州市第二中學分校陳滿娜一、與細胞呼吸的方式、場所、產(chǎn)物等有關(guān)的實驗探究題例1、圖甲是測量種子萌發(fā)時錐形瓶中氣體體積變化的實驗裝置。錐形瓶中放的種子事先用水浸泡過并在稀釋的消毒劑中清洗過（不影響種子生命力）。實驗開始時U形管左側(cè)與右側(cè)液面相平，每隔半小時利用標尺量出右側(cè)管內(nèi)的液面高度變化，實驗結(jié)果見圖乙。回答下列問題：（1）為什么種子要在稀釋的消毒劑中清洗。（2）此實驗的實驗目的是。（3）分析0～3.5小時內(nèi)氣體體積變化原因。分析3.5～4小時內(nèi)標尺讀數(shù)沒增加最可能的原因。（4）本實驗的實驗數(shù)據(jù)能否反映真實情況？如不能，請?zhí)岢鱿鄳母倪M方案。解析：本題是在已給學生實驗過程和結(jié)果的前提下，反過來要求學生對實驗目的、過程、結(jié)果進行分析。首先要明確種子在不同條件下細胞呼吸作用的方式不同，即有氧條件下有氧呼吸，氧氣耗盡則進行無氧呼吸。根據(jù)有氧與無氧呼吸過程產(chǎn)物和反應物的不同，該題中主要通過氣體總體積變化來確定氧氣的消耗量，從而確定細胞呼吸方式。對于該題中實驗對象是種子呼吸引起的體積變化(該題中有氧呼吸會引起氣體體積變化，無氧呼吸則不會)，所以種子是否呼吸應是唯一的自變量，氣體體積變化則是因變量，其他則全是控制變量，因此要避免出現(xiàn)除種子之外的其他生物（微生物）的呼吸作用以及由于外界溫度、壓強的改變導致的氣體體積的改變。答案：（1）殺死種子表面的微生物，防止微生物的呼吸作用干擾實驗結(jié)果（2）測定種子萌發(fā)時吸收氧氣的速率（3）種子進行有氧呼吸時吸收O2，放出的CO2被KOH溶液吸收，錐形瓶中氣體體積縮小種子進行無氧呼吸，不消耗O2（4）用等量消毒劑殺菌過的死種子代替實驗組中的活種子，其他裝置同于實驗組。二、與影響光合作用效率相關(guān)條件的實驗探究題例2、為檢測光質(zhì)（不同波長的光）對水生黑藻光合作用強度的影響，現(xiàn)提供如下材料：紅、綠、白三種顏色的40瓦燈泡數(shù)個，試管數(shù)只，黑藻數(shù)枝，pH試紙，石蠟油、NaHCO3溶液。請你完成下面的實驗設計并回答有關(guān)問題。實驗開始步驟為：將黑藻進行24h饑餓處理后，在溫度為25℃的環(huán)境中，按右圖所示組裝好實驗裝置。（1）寫出后面實驗設計的主要步驟。（2）請預測并簡要分析上述實驗結(jié)果。（3）若只有一枝黑藻作為實驗材料，簡要寫出實驗設計步驟。（4）若不增加實驗用具，指出另一種檢測實驗結(jié)果的簡便方法。解析：首先應從光合作用的有關(guān)問題入手。影響光合作用的因素有：（1）光：光照強弱直接影響光反應，而光質(zhì)不同對光合作用效率也有一定的影響。如紅光和藍紫光有利于提高光合作用效率，而黃綠光則不利于提高光合作用效率；（2）溫度：溫度高低會影響酶的活性；（3）CO2濃度：CO2是光合作用的原料，直接影響暗反應；（4）水分：水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)，特別地，水分還影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體；（5）礦質(zhì)元素：礦質(zhì)元素是光合作用產(chǎn)物進一步合成許多有機物所必需的物質(zhì)如葉綠素、酶等。笑題（弟1）寒在給久出實統(tǒng)驗裝渾置的胃基礎(chǔ)蟲上，銅找到葛實驗布的自繩變量緒是光勒質(zhì)，按不同貝顏色檢的燈逮泡發(fā)收出光槐的波挨長不鏡同，智不同笛光照渾射植何物時軟，其攏光合插作用懲效率緞不同之，吸艱收的閑CO柏2丹的量雄不同四，溶愧液的梢酸堿小度也因不同倒，放謀出的攻O惑2煌的量斤不同冤。根跟據(jù)題姜目中撒提供萍的實敞驗材仇料有龍pH析試紙臟，因冊此因卷變量杜光合哈作用證效率蘋可以濁由溶快液酸誦堿度悔的變癢化來矛體現(xiàn)境。如坑果不輛考慮腥pH浸試紙候則可風用氣嚇體產(chǎn)妻生的槳快慢宵體現(xiàn)晉因變蜓量。末接下則來的命實驗阻步驟雕第一譜步是論分組全、編常號；驅(qū)第二舉步是校控制容自變超量-冤--濾--絞光質(zhì)詳不同綁，其艙他無臨關(guān)變蜜量均桑相同坡；第嚷三步搜相同繳條件役下處盾理相莖同時淺間，譜觀察集因變蟲量不書同-三--駛--填pH懂試紙扮檢測典溶液樣pH擺變化煌。如歷果實像驗材姑料黑唉藻只表有一煩枝如堵題（仁3）恩，則放按實趣驗裝芒置進肉行實策驗并休要做撞三次延，每晝次除窯燈泡柔顏色壽不同捕以外冒，每仙次還例都要鞠換試誦管中縣的溶要液，華以保云證能宗提供甘的C善O此2喬量是偶相等當?shù)?。溫答案答：猜?永）將大黑藻終分成繞等質(zhì)廚量的季3組恢，取渡適量平Na色HC伸O孝3尺溶液雙3等菊份放腔入3確只編沸號試聰管中雄；再慶將3召種燈校泡分拼別置飼于距餓離相棒等的鎖位置真照射急相同窩的時暫間，嫁用p走H試援紙檢逃測溶氏液p午H的否變化垂。（喬2）鬧黑藻擱在不逃同種然光照育下光屆合強衡度不站同，驚CO棄2肅的吸徐收量銜不同凳，試錘管內(nèi)獅pH咱不同慮。在木白光族下光械合作麗用最隙強，排pH叫上升倘最大咽；其仁次是茅紅光撿；最節(jié)次是湖綠光捐。（貿(mào)3）扣用3爆種燈句泡依貌次照臂射試悅管內(nèi)瘡黑藻信，每儲次照鳴射時閣間要跨有間迷隔，梅并要筐更新富試管艦內(nèi)液禮體，術(shù)且燈賽泡與誰試管施的距提離相恩等，謊照射狐時間田相同貸，用尖pH趕試紙剖檢測撕溶液俘pH員的變疲化。械（4齒）直寫接觀眼察氣句體釋驗放的帖速度婚。志三、悅與光弊合作往用和口呼吸裂作用孫速率渡相關(guān)企的實提驗探莫究題沸例3煙、趴測定微某綠謙色植踩物葉振片光嚴合作壤用的阿強度魚，須揉先測潤出該喪葉片販呼吸旨作用熊的強棚度。盞測呼居吸作取用的蔽強度陸，須耳將葉捏片置刻于無安光環(huán)進境中紛，然靠后測橡出某旬一時租間內(nèi)學環(huán)境我中氧錯氣的擾減少谷量或感二氧攤化碳流的釋鄉(xiāng)放量尊?，F(xiàn)發(fā)測出贈某葉挪片在下環(huán)境惡溫度義為渣2疏5波℃谷的無液光條持件下襪，環(huán)剃境中職氧氣乒減少患的速篩度是聲1.串5蠻㎎衫/h購。妖（1盾）若浩將該煙葉片掉置于姻溫度極為疼2號5躺℃烤并有植較強慌光照婚的環(huán)蔑境中彎，環(huán)氣境中抱氧氣甲增加懷的速村率是黃2.榴5程㎎緞/h跳，計啊算葉狐片光鏈合作帝用吸毀收的柿二氧用化碳存的速專率。毅（2影）若朋將該谷葉片謊置于傅2騾5念℃治并有休微弱奸光照訪的環(huán)氏境中休，測舟得2垮h內(nèi)蜻環(huán)境程中氧紡氣減社少了皂2.竿5頁㎎毒，計艷算該琴葉片祥光合板作用恢合成目葡萄適糖的室速率煌（假烏設光撤合作結(jié)用的浙有機認物都攔是葡眨萄糖沈）。弟解析孫：籠綠色老植物箱在有巖光、車無光贈時都擁要進夠行呼客吸作街用，攀呼吸葛作用賠與溫德度有付關(guān)，鑼與光法無關(guān)抹。綠泛色植躁物在淹光下逮同時貞進行飯光合灑作用般和呼痰吸作廁用，般比較透光合餡作用亡和呼桿吸作菠用強燙度大柿小可烏分為綠三種暢情況浙：第喉一種塊，當最光合換作用洋強度柴大于砌呼吸昌作用罰強度鼻時，碌表現(xiàn)距為植脆物從哀外界遙吸收例CO真2亡，放場出O脹2拿，即地環(huán)境醉中C述O夜2剃減少憑，O谷2拍增加都，植智物光條合作扎用利榴用的饒CO餓2機量是斜植物沒從外涌界吸廣收的疤CO點2恥量與霉呼吸共作用客釋放圓的C稿O膨2少量的蓄和，牛光合命作用盞產(chǎn)生現(xiàn)的O勤2賺量是層植物魯釋放告到外趴界的路O瞞2劍量與舒呼吸溫作用危消耗托的O瑞2齒量的筍和。暖第二伙種堤當光那合作撓用強程度等住于呼梢吸作味用強脂度時渠，陰環(huán)境煉中C責O印2藍和O丘2高的量峽沒有雖變化或，植華物光艇合作棒用吸移收的璃CO周2赤量等艇于呼漠吸作求用產(chǎn)懸生的冰CO絞2壯量。百第三步種，浸當光櫻合作礦用強爐度小疲于呼蹈吸作東用強估度時破，表樓現(xiàn)為糧植物氣從外潤界吸可收O暢2賀，放逆出C齊O欠2訴，即億環(huán)境瑞中O備2丟減少祥，C茅O雨2瞇增加工，植暫物呼飽吸作技用消而耗的蝕O件2蹦量是化植物乞從外庭界吸擾收的幼O雅2班量與忌光合客作用辭產(chǎn)生喬O旱2演量的躍和。緞葉片寄在無動光環(huán)岔境中脆只進丘行呼舞吸作鏈用，鞏因此新環(huán)境漢中O虜2消減少銅的速么率即歸為葉旗片呼痰吸作箏用吸向收O壽2及的速捐率1怠.5歇㎎/喜h。談在有移較強馬光照吩條件讀下，或葉綠去體光且合作些用產(chǎn)棋生授O劉2榮的速朝率是棉環(huán)境豬中增特加O員2臉的速維率與賴呼吸展作用糠消耗蜓O寇2踏的速秩率屑之和栗（因好為植洽物在賠2挪5號℃零有較唯強光洽照條癢件下光，呼焰吸作孕用利度用貪O工2嗓的速掘率相騙等）駕。由慌此可噴得出壞在較必強光呢照環(huán)擁境中攝，葉恢片光孟合作姻用產(chǎn)避生O短2雜的速羊率為柴2.鹿5棍㎎/統(tǒng)h+碑1.陳5違㎎/臭h=姜4㎎舒/h明，根付據(jù)光叫合作敏用反扶應式寶6昆C盜O堪2棕——搖6州O歉2坦的關(guān)垂系可武得葉肢片光歸合作范用吸以收C怒O皇2裳速率好為更4㎎顧/h誠×求44屈/3笑2=走5.菠5㎎糕/h吸。若妹該葉猜片置癥于溫還度為值25蛋℃透并有惱較弱駁光照瓜的環(huán)貪境中焰，環(huán)苦境中戲O踐2完減少愿，即弦葉片責光合逃作用劈強度棉小于焦呼吸盤作用踢強度就，則旨葉片燕呼吸飯作用東消耗蜂O連2也的速余率（姿1.后5峰㎎/妨h）追是植烤物從蠶外界送吸收沙O蓋2蠅的速軍率（錄2.唇5/紀2聾㎎/菜h）乎與光遮合作魔用釋學放撤O韻2吳的速扁率之寺和，法即植妄物光擊合作致用釋