光合作用与呼吸作用的测定威坪中学威坪中学 方旭红方旭红题例题例题例题例1.（99上海）上海）题例题例2. （03上海）上海）题例分析题例分析: :思考思考1 1：请你对上述两题例中涉及的实验装置进行简化，设计测定：请你对上述两题例中涉及的实验装置进行简化，设计测定光合作用与呼吸作用实验的装置模型。光合作用与呼吸作用实验的装置模型。题例分析题例分析:思考思考2 2：分析该实验的装置模型，在该模型中光合作用与呼吸作：分析该实验的装置模型，在该模型中光合作用与呼吸作用的测定分别是用什么数据来表示的用的测定分别是用什么数据来表示的? ?氧气（氧气（O2）的产生）的产生/消耗值消耗值或二氧化碳（或二氧化碳（CO2）的产生）的产生/消耗值消耗值题例分析题例分析:思考思考3 3：如何设置该实验装置模型，才能测出光合作用与呼吸作：如何设置该实验装置模型，才能测出光合作用与呼吸作用产生用产生/ /消耗的氧气（消耗的氧气（O O2 2）值或二氧化碳（）值或二氧化碳（COCO2 2）值？）值？实验试剂实验试剂测定值测定值装置装置1装置装置2题例分析题例分析:装置处理装置处理测定值测定值装置装置1装置装置2思考思考4 4：如何设置该实验装置模型，才能测出光合作用的真实值：如何设置该实验装置模型，才能测出光合作用的真实值？题例分析题例分析:实验材料实验材料测定值测定值装置装置1装置装置2思考思考5 5：对于实验的测定值，是否存在干扰因素？如果有又如何：对于实验的测定值，是否存在干扰因素？如果有又如何设置实验装置才能排除这种干扰因素？设置实验装置才能排除这种干扰因素？小结小结:n1.两种气体：氧气（两种气体：氧气（O2），二氧化碳（），二氧化碳（CO2）；）；n2.两种作用：呼吸作用和光合作用；两种作用：呼吸作用和光合作用；n3.两种因素：生物因素和非生物因素。两种因素：生物因素和非生物因素。拓展训练拓展训练1n1 1、为探究温度探究温度对大麦种子的有氧呼吸速率的影响，某大麦种子的有氧呼吸速率的影响，某实验小小组的同学的同学设计了如右下了如右下图所示的所示的实验装置。装置。 n（1 1）实验装置的小装置的小试管中加入管中加入NaOHNaOH溶液的目的是溶液的目的是_。n（2 2）实验中可以用有色液滴移中可以用有色液滴移动的距离的距离表示种子有氧呼吸速率的快慢，有色表示种子有氧呼吸速率的快慢，有色液滴移液滴移动的方向的方向应该为_，移移动的距离越大，的距离越大，说明有氧呼吸的明有氧呼吸的速率越速率越_。吸收呼吸作用产生的二氧化碳（吸收呼吸作用产生的二氧化碳（CO2）向左向左快快拓展训练拓展训练1（3 3）测定不同温度下着色液的移定不同温度下着色液的移动距离，得到如下表所示的数距离，得到如下表所示的数据；据；实现发现，如果将萌，如果将萌发种子改成煮熟的种子，种子改成煮熟的种子，发现着色着色液滴向右移液滴向右移动的距离的距离为0.30.3。请利用表格数据在下坐利用表格数据在下坐标图中用中用曲曲线图表示温度与萌表示温度与萌发种子种子实际呼吸速率的关系。呼吸速率的关系。 温度温度33101020203030404050506060左移距离左移距离2.22.25.95.97.67.69.89.87.17.11.31.30 0拓展训练拓展训练1n（4 4）如果不考）如果不考虑呼吸散呼吸散热等因素等因素对本本实验的影响，将装置中的的影响，将装置中的NaOHNaOH溶液改溶液改为蒸蒸馏水，在某温度条件下完成水，在某温度条件下完成实验时发现刻度管中着色液也向右移刻度管中着色液也向右移动了一段距了一段距离，离，这里最可能的原因是里最可能的原因是_。种子进行了部分无氧呼吸，种子释种子进行了部分无氧呼吸，种子释放的二氧化碳的体积大于吸收的氧放的二氧化碳的体积大于吸收的氧气的体积。气的体积。拓展训练拓展训练2n2.2.探究种子萌探究种子萌发时所所进行的呼吸作用行的呼吸作用类型：型： n（1 1）实验材料和用具：萌材料和用具：萌发的豌豆种子；的豌豆种子；带橡皮塞玻橡皮塞玻璃瓶若干只；璃瓶若干只；100mL100mL烧杯若干个；若干弯曲的其中杯若干个；若干弯曲的其中带有有红色液滴的刻度玻璃管；色液滴的刻度玻璃管；NaOHNaOH溶液；蒸溶液；蒸馏水；凡士林水；凡士林（用于密封）；其他相关材料。（用于密封）；其他相关材料。n（2 2）实验的原理是的原理是: :种子萌种子萌发过程中如果只程中如果只进行无氧行无氧呼吸，呼吸，则_放出放出COCO2 2 ；如果只；如果只进行有氧呼吸，行有氧呼吸，则吸收的吸收的O O2 2量量_呼出的呼出的COCO2 2量；如果既量；如果既进行有氧呼吸又行有氧呼吸又进行无氧呼吸，行无氧呼吸，则吸收的吸收的O O2 2量量_呼出的呼出的COCO2 2量。量。只只等于等于小于小于n(3)(3)现有如有如图所示所示实验装置装置1 1，如想得到，如想得到实验结论必必须同同时设计另一个另一个实验，请绘出另一个出另一个实验装置装置2 2。注：忽略温度升高等注：忽略温度升高等对容器气体体容器气体体积的影响的影响拓展训练拓展训练2n(4)(4)根据装置根据装置1 1和装置和装置2 2，请预测实验现象及象及结论：n_；n_；n_拓展训练拓展训练2装置装置1液滴向左移，装置液滴向左移，装置2液液滴不动，种子只进行有氧呼吸；液液滴不动，种子只进行有氧呼吸；装置装置1液滴向左移，装置液滴向左移，装置2液液滴右移，种子既进行有氧呼吸，液液滴右移，种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。又进行无氧呼吸。装置装置1液滴向不动，装置液滴向不动，装置2液液滴右移，种子只进行无氧呼吸；液液滴右移，种子只进行无氧呼吸；n(5)(5)如果是探究正在生如果是探究正在生长的的绿色植物幼色植物幼苗的呼吸作用苗的呼吸作用类型，型，则对装置装置应进行怎行怎样的的处理？理？为什么？什么？拓展训练拓展训练2对实验装置进行遮光处理，避免光合作用对实验装置进行遮光处理，避免光合作用对呼吸作用的影响。对呼吸作用的影响。n3 3、为探究探究环境因素境因素对光合作用光合作用强度的影响，多个度的影响，多个兴趣小趣小组设计实验进行研究。行研究。n实验材料和用具：材料和用具：100mL100mL量量筒、筒、20W20W至至500W500W的台灯、的台灯、冷开水、冷开水、NaHCONaHCO3 3溶液、黑藻等等。溶液、黑藻等等。n实验步步骤：n准准备6 6套如套如图所示装置所示装置,编号号为1-61-6。取。取6 6等分黑藻分等分黑藻分别放入放入1-61-6号号装置。装置。n在在1-61-6瓶中各加入瓶中各加入约500mL500mL3 3溶液后用冷开水充溶液后用冷开水充满。n将将6 6套装置放入暗室中套装置放入暗室中, ,然后用然后用20W20W、50W50W、75W75W、100W100W、200W200W和和500W500W的台灯等距离地分的台灯等距离地分别照射照射1-61-6号装置，号装置，观察气泡的察气泡的产生生情况。情况。n30min30min后停止光照后停止光照, ,测量光合作用量光合作用释放的放的O O2 2体体积。n对该实验进行分析，回答有关行分析，回答有关问题：拓展训练拓展训练3n（1 1）该实验中的自中的自变量是量是。列出列出实验中的两个控制中的两个控制变量量（无关（无关变量）：量）：。n（2 2）根据装置）根据装置图，判断，判断实验中中得到的数据是如何得到的数据是如何读出的？出的？ 。拓展训练拓展训练3光照强度光照强度 CO2（或（或NaHCO3溶液）、温度、溶液）、温度、PH值、黑藻值、黑藻 量筒中收集到的水的体积量筒中收集到的水的体积 n(3)(3)实验结果如下表所示果如下表所示, ,试将将实验结果果绘成柱形成柱形图。n(4)(4)上上表表中中测得得的的氧氧气气量量并并非非光光合合作作用用实际产生生的的氧氧气气量量，其其原因是原因是。n(5)(5)对表中数据表中数据进行分析并得出行分析并得出结论。 。拓展训练拓展训练3黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气 在在20200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量不断增多，但光照强度达氧气量不断增多，但光照强度达500W时光合作用产生氧气量反时光合作用产生氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度。而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度。 n（6 6）在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定合适）在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定合适的光照的光照强度，因度，因为光照不光照不够会降低会降低产量，而提供多余量，而提供多余的光照的光照还会浪会浪费钱。通。通过该实验还不能不能够确定最合适确定最合适黑藻生黑藻生长的光照的光照强度，度，该如何开展如何开展进一步的探究呢？一步的探究呢？_。拓展训练拓展训练3在在100-500W的范围内设置多组光照梯度进行实验。的范围内设置多组光照梯度进行实验。 n4.某同学利用下列装置进行一系列实验，实验过程中可以通过某同学利用下列装置进行一系列实验，实验过程中可以通过缓冲液调节密闭小室空间缓冲液调节密闭小室空间CO2浓度的相对恒定。浓度的相对恒定。n实验实验I研究研究CO2含量以及光照强度对某种绿叶光合作用的综含量以及光照强度对某种绿叶光合作用的综合影响。合影响。n（1）某同学按下表设置的实验条件）某同学按下表设置的实验条件进行实验。为了使实验的结果更加令人进行实验。为了使实验的结果更加令人信服，还应该再增设一组实验，你认为信服，还应该再增设一组实验，你认为增设的实验条件组合是增设的实验条件组合是 。拓展训练拓展训练4光强光强:800xl；CO2浓度：浓度：0.05% n（2）某同学用同种状况相同的若干新鲜叶片在室温）某同学用同种状况相同的若干新鲜叶片在室温25下进下进行了相关实验，得到的实验结果如下表所示。分析实验结果，行了相关实验，得到的实验结果如下表所示。分析实验结果，回答下列问题：回答下列问题：n实验中发现液滴均向右移，其生理原因是实验中发现液滴均向右移，其生理原因是_。n第第3、5两组的实验条件不同，但实验结果相同，试分析限制两组的实验条件不同，但实验结果相同，试分析限制5装置光合作用的非生物因素主要是装置光合作用的非生物因素主要是 。n表中的数据可以反映不同光照度和表中的数据可以反映不同光照度和CO2浓度对光合作用的影浓度对光合作用的影响，但并不是植物叶片真正的光合速率，请问有哪些因素会影响，但并不是植物叶片真正的光合速率，请问有哪些因素会影响实验中的液滴移动？响实验中的液滴移动？n_。拓展训练拓展训练4光合作用产生的光合作用产生的O2大于呼吸作用消耗的大于呼吸作用消耗的O2 CO2浓度浓度植物呼吸作用（会消耗植物呼吸作用（会消耗O2）；光照引起实验装置中温度升）；光照引起实验装置中温度升高，导致气体的膨胀。高，导致气体的膨胀。 n实验实验II研究叶片有氧呼吸强度随时间而变化的趋势。研究叶片有氧呼吸强度随时间而变化的趋势。n（1）实验）实验II与实验与实验I相比，相比，实验装置设置的不同点是实验装置设置的不同点是_。拓展训练拓展训练4进行黑暗处理进行黑暗处理(不进行光照处理不进行光照处理)n（2）实验步骤：）实验步骤：利用重新设置过的实验装置三套，分别放利用重新设置过的实验装置三套，分别放进同种状况相同的新鲜叶片；进同种状况相同的新鲜叶片；将三套实验装置放于相同且适将三套实验装置放于相同且适宜的条件下；宜的条件下；每隔一定时间观测毛细胞刻度管液滴移动的量，每隔一定时间观测毛细胞刻度管液滴移动的量，取相同处理的装置中测到的结果的平均值，记录结果。取相同处理的装置中测到的结果的平均值，记录结果。n（3）请设计一表格，用于记录实验的结果。）请设计一表格，用于记录实验的结果。n（4）实验预期结果）实验预期结果_。拓展训练拓展训练4液滴左移，且速度渐渐变慢，最后停止移动液滴左移，且速度渐渐变慢，最后停止移动 n5.罚探究某物质罚探究某物质X对酵母菌无氧呼吸的影响对酵母菌无氧呼吸的影响,某同学以酵母菌为某同学以酵母菌为材料进行了探究实验材料进行了探究实验,装置图如下。其中：装置图如下。其中：n装置装置1：A液为液为20 mLl0葡萄糖葡萄糖+2 mL无菌水；无菌水；n装置装置2：B液为液为20 mLl0葡萄糖葡萄糖+2 mL酵母菌培养液；酵母菌培养液；n装置装置3：C液为液为20 mLl0葡萄糖葡萄糖+2 mL酵母菌培养液酵母菌培养液+2滴滴X溶溶液（液（X对酵母菌呼吸产物无影响）。对酵母菌呼吸产物无影响）。n（1）设置装置）设置装置1的主要目的是的主要目的是 。拓展训练拓展训练5空白对照，排除无关变量对实验的干扰；空白对照，排除无关变量对实验的干扰；n5. 下面是某同学以酵母菌为材料进行某探究实验的三个装置图。下面是某同学以酵母菌为材料进行某探究实验的三个装置图。其中：其中：n（2）本实验可能出现的结果及结论是：）本实验可能出现的结果及结论是： 。 。 。拓展训练拓展训练5装置装置1、2中液滴不移动，装置中液滴不移动，装置3中液滴向右移动，中液滴向右移动，说明说明X对酵母菌无氧呼吸有促进作用对酵母菌无氧呼吸有促进作用 ； 装置装置1中液滴不移动，装置中液滴不移动，装置2、3中液滴向右移动距离相等，中液滴向右移动距离相等，说明说明X对酵母菌无氧呼吸无影响对酵母菌无氧呼吸无影响 ；装置装置l中液滴不移动，装置中液滴不移动，装置3中液滴向右移动距离小于装置中液滴向右移动距离小于装置2移动的距离，移动的距离，说明说明X对酵母菌无氧呼吸有抑制作用。对酵母菌无氧呼吸有抑制作用。 总结：总结：总结：总结：