光合作用和呼吸作用常见实验设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,光合作用和呼吸作用实验设计,1,三、根据测定模型的实验原理作判断,（1,）液滴移动法测定模型：密闭透光小室中放入,NaHCO,3,缓冲液,，可维持装置中的CO,2,浓度；将装置放在,光照充足,、,温度适宜,的环境中，在植物的生长期，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为净光合作用释放O,2,，致装置内气体量增加，红色液滴移动。,2,（2,）圆片上浮法测定模型：利用减压逐出叶圆片组织间隙中的气体，叶片会沉于水底。由于光合作用释放出的,O,2,多于呼吸作用消耗的O,2,，叶肉细胞间隙中的O,2,增加，叶圆片会由原来的下沉状态而上浮，根据上浮的快慢，即能比较光合作用的强弱。,例 为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。,实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、溴麝香草酚蓝、NaHCO,3,稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、CO,2,充气机、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O,2,和CO,2,在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。,实验步骤和预测实验结果：,(1)剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水、溴麝香草酚蓝,和,NaHCO3稀溶液、溴麝香草酚蓝的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上，溶液呈现蓝色。,(2)用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部，溶液呈现蓝色。,(3)_。(4)_。(5)_。,分析预测的结果：,3,【解题思路】本题考查了怎样用酸碱指示剂定性证明光合作用吸收CO,2,、呼吸作用放出CO,2,，怎样用叶片沉浮法定性证明光合作用产生O,2,、呼吸作用消耗O,2,。溴麝香草酚蓝是酸碱指示剂。一开始溶液呈现蓝色，说明溶液已是碱性，所以先使溶液呈酸性，才能检测出光合作用吸收CO,2,使溶液呈碱性。本题的关键是空气中O,2,和CO,2,在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计，由此得出：蒸馏水的试管无气体的产生和消耗，所以溶液始终呈现蓝色，叶片始终在试管底部。,【答案】(3)向NaHCO,3,稀溶液试管充入CO,2,，使溶液呈现黄绿色，另一试管不充CO,2,(4)将这两支试管放在日光灯下，光照一段时间。结果：NaHCO,3,稀溶液中的叶片上浮，溶液呈现蓝色，蒸馏水中的叶片仍在试管底部，溶液呈现蓝色(5)再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO,3,稀溶液中的叶片下沉，溶液呈现黄绿色，蒸馏水中的叶片仍在试管底部，溶液呈现蓝色 分析预测的结果：(1)光照下，NaHCO,3,稀溶液中的叶片进行,光合作用,，,吸收的CO,2,多于呼吸作用放出的CO,2,，,pH上升,，溶液呈现蓝色，并且,光合作用放出的O,2,多于呼吸作用消耗的O,2,，叶肉细胞间隙中的O,2,增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO,2,和O,2,，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，pH不变，溶液呈现蓝色，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。(2)黑暗中，NaHCO,3,稀溶液中的叶片进行呼吸作用，,放出的CO,2,溶于NaHCO,3,稀溶液中,，使pH下降，溶液呈现黄绿色，并,消耗了叶肉细胞间隙中的O,2,，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O,2,，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部，溶液呈现蓝色,4,（3,）半叶法测定模型,:,将对称叶片,左侧遮光右侧曝光,并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射一段时间后,从两侧,截取同等,面积的叶片，烘干称重，分别记为,a,和,b(,单位,:g),，则,b-a,所代表的是总光合量。,例3 从没有经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积、厚薄相同的叶圆片，称其干重。假定在整个实验过程中温度不变，叶片内有机物不向其他部位转移。以下分析正确的是：（）,A三个叶圆片的质量大小关系一定是zxy,B叶圆片Z在4小时内的有机物积累量为(z-x-2y)g,C叶圆片Z在后2小时内的有机物制造量为(z+x-2y)g,D整个实验过程中呼吸速率可表示为(x-y)g/4h,解析：上午10,时至中午,12,时，叶片只进行呼吸作用，有机物消耗量（呼吸量）为（,x-y,）,g,。中午,12,时至下午,14,时，叶片既进行光合作用又进行呼吸作用，有机物积累量（净光合量）为（,z-y,）,g,，故叶圆片,Z,在后,2,小时内的有机物制造量（总光合量）,=,净光合量,+,呼吸量,=(z+x-2y)g,。,C,5,（4,）黑白瓶法测定模型：,黑瓶,为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，所以呼吸作用量,=,黑瓶中溶解氧的变化。,白瓶,既能光合作用又能呼吸作用，所以净光合作用量,=,白瓶中溶解氧的变化。真正光合量（总光合量）,=,白瓶中溶解氧的变化,+,黑瓶中溶解氧的变化。,例4 一同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸时，设计了如下操作：取三个相同的透明玻璃瓶标号a、b、c，并将a用不透光黑布包扎起来；将a、b、c三个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧量；将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小时后取出；测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。关于24小时内X深度水体中生物光合作用和有氧呼吸情况的分析正确的是（）,A光合作用产生的氧气量为（k-w）mol/瓶,B光合作用产生的氧气量为（k-v）mol/瓶,C有氧呼吸消耗的氧气量为（k-v）mol/瓶,D有氧呼吸消耗的氧气量为v mol/瓶,B,6,